引力波是广义相对论的重要预言,但其存在并不容易证明。1916年,爱因斯坦提出应该存在引力的波动,类似于电磁波。当时的数学处理不完善,无法确定这些波的物理实在性。一些物理学家认为引力波可能是坐标系的虚假现象,而非真实物理实体。
20世纪50年代,邦迪、皮拉尼和罗宾逊确定了引力波携带能量。1957年,邦迪通过Bondinews这一物理量,描述了引力波如何从一个源中辐射出来,证明了引力波能够在没有坐标系依赖的情况下,携带能量、动量和角动量。1962年,萨克斯和波多尔斯基提出了Sachs-Goldberg公式规对时空做微扰展开,背景时空为平直 g = η + h
其中:
η 为平直时空度规 h 为微扰度规将微扰度规代入爱因斯坦方程,并忽略二阶小量,得到:
∂²h /∂t² - ∇²h = -16πG T这就是引力微扰的波动方程。
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