引力波：广义相对论的重要预言系统 PSRB1913+16。这是一个由两颗中子星组成的双星系统。中子星是质量极大、密度极高的恒星，它们在旋转时会发出无线电脉冲。霍尔斯和泰勒观察到，PSRB1913+16 中的两颗中子星正在缓慢地向内旋转，这与广义相对论预言的引力波耗散相一致。这一发现为引力波的存在提供了间接证据。
1990 年代，激光干涉引力波天文台 (LIGO) 项目启动。LIGO 是一对位于美国华盛顿州和路易斯安那州的引力波探测器。每个探测器由两条长达 4 公里的臂组成，激光在其中来回反射。当引力波通过探测器时，它会使探测器的臂长发生微小变化。这些变化通过干涉仪测量，从而可以探测到引力波。
2015 年 9 月 14 日，LIGO 首次探测到引力波事件 GW150914。这是两个质量约为 36 倍和 29 倍太阳质量的黑洞合并所产生的引力波。这一事件验证了爱因斯坦的广义相对论，开启了引力波天文学的新时代。
如何推导引力微扰的波动方程？
在广义相对论的弱场情形下，爱因斯坦方程可以简化为波动方程。
设度规张量
g_{\mu\nu}
为平直时空度规
η_{\mu\nu}
的微扰，即：
g_{\mu\nu} = η_{\mu\nu} + h_{\mu\nu}
其中
h_{\mu\nu}
是微扰度规张量。将微扰度规张量代入爱因斯坦方程，并线性化，得到：
□h_{\mu\nu} = -16πG T_{\mu\nu}
其中
是达朗贝尔算子，
G
是引力常数，
T_{\mu\nu}
是能量动量张量。
这就是引力微扰的波动方程。它描述了引力波在平直时空中的传播。
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