12月15日中午12时，《张朝阳的物理课》第二百三十二期开播，搜狐创始人、董事局主席兼首席执行官、物理学博士张朝阳坐镇搜狐视频直播间，延续上一次的课程，在得到度规的微扰所满足的波动方程后，具体求解了度规的形式，介绍了引力波的两种模式，并利用测地偏离方程介绍了引力波导致的可观测效应。
广义相对论的基本框架
广义相对论表明物质的存在导致时空弯曲。当探究粒子在弯曲时空中的运动时，可以放下其受到引力这样的观点，而直接地认为粒子需要在这弯曲的时空中，就可以将其代入场方程反解出度规，有了度规之后，就能很好地描述时空的弯曲。
当需要描述测试粒子在时空中的运动时，就可以求取克氏符，进而求解相应的测地线方程得到粒子的轨迹。之前的课程中曾经求解过光线在恒星附近的轨迹弯曲角度，这也是广义相对论早期被实验验证的重要结论之一，这个角度刚好是牛顿力学给出结果的两倍。之前还计算过水星近日点的进动。太阳系的所有行星围绕太阳的公转轨迹其实都不是严格的椭圆，而是不断进动的不封闭曲线。水星距离太阳最近，所以效果最明显。还求解过广义相对论的恒星内部解。恒星不是单个粒子，其内部需要用密度和压强来描述，进而给出能动张量。借助爱因斯坦场方程，最终可以得到星体内部的静态方程，这将比经典的流体平衡方程多出若干项修正。
引力波的具体形式
在这些静态的例子之外，动态的情形也是非常值得探讨的。比如，爱因斯坦场方程给出的这个时空弯曲，会不会像波一样传播呢？爱因斯坦早在1916年就预言引力波的存在自此之后，人们发现了越来越多的引力波事件，更精密更庞大的测量设备开始被建设，开启了引力波天文学的新时代。
与电磁波相比，引力波与物质的相互作用要弱得多，因此拥有极强的穿透能力，宇宙相对于引力波来说几乎是透明的。宇宙第38万年左右被称为再复合时期，在这期间电子与原子核相互结合，形成了原子。在此之前，可见物质主要以等离子体形式的存在，而电磁波与等离子体有极强的相互作用，这个阶段的演化信息很难通过电磁波的形式留存下来。比如现在能够观察到的宇宙微波背景辐射，是38万年以后留下来的灰烬。但是要注意到，引力波可以很好地
引力波的模式
广义相对论的时空是弯曲的，我们可以用度规来描述它。在弱引力场中，度规可以表示为平直时空度规加上微扰项。
g_μν = η_μν + h_μν其中η_μν是平直时空度规，h_μν是微扰项。
将弱引力场中的度规代入爱因斯坦场方程，可以得到微扰项的波动方程：
□h_μν量，只改变空间长度。 向纵模式：A_μν的迹不为0，即h_μν^μ ≠ 0。这种模式有非零的时空间分量，既改变空间长度，也改变时间间隔。引力波的可观测效应
引力波会导致时空中粒子的运动发生偏离，这种偏离可以用测地偏离方程来描述：
ξ_μ = -\frac{1}{2} R_μνρσ u^ν u^σ其中ξ_μ是粒子的测地偏离，R_μνρσ是黎曼曲率张量，u^ν是粒子的四维速度。
引力波导致的可观测效应包括：
光线偏折：引力波会使光线偏离原来的方向。 水星近日点的进动：引力波会使水星近日点沿轨道平面逐渐移动。 中子星双星的轨道衰减：引力波会带走中子星双星的能量，使它们的轨道逐渐衰减。 引力波天文台观测：引力波天文台可以通过测量空间长度和时间间隔的变化来探测引力波的存在。
结语
引力波是时空弯曲的一种波，它是由物质的存在和运动引起的。引力波波的速度是光速，它与物质的相互作用非常弱，所以很难被探测到。但是，随着引力波天文台技术的不断进步，我们已经能够探测到越来越多的引力波事件。引力波的天文学为我们提供了了解宇宙演化和引力本质的新途径。
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