张朝阳用物理课求解弱场引力波方程 揭秘引力波真面目 (张朝阳用物理的办法教谁跑步视频)

引力波：时空涟漪的奥秘 引言 在《张朝阳的物理课》第二百三十二期中，物理学博士张朝阳深入探讨了引力波的奥秘。本篇简要文章将根据张朝阳的课程内容，介绍引力波的本质、具体形式和观测方法。 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。粒子在弯曲时空中的运动不再需要考虑引力，而是沿着一条最短路径前行。度规是一个二阶张量，描述时空的弯曲程度。 求解弱场引力波方程 度规的微扰 要求解描述引力波的方程，首先需要考虑度规的微扰。假设度规为 g_μν = η_μν + h_μν 其中，η_μν 是平直时空的度规，h_μν 是微扰。 波动方程 将微扰的度规代入广义相对论的爱因斯坦场方程，可以得到描述 h_μν 的波动方程： □h_μν = (1/16πG)T_μν 其中，□ 是达朗贝尔算符，G 是万有引力常数，T_μν 是物质的应力-能量张量。 引力波的具体形式 真空引力波 在真空情况下，T_μν = 0。代入波动方程，可以得到真空引力波方程： □h_μν = 0 此方程有平面波解： h_μν = A_μν exp(ik_μx^μ) 其中，A_μν 是常数张量，k_μ 是波矢。 两种模式 平面波解可以分为两种模式： 加向模式 (Plus)：h_μν 仅在对角线分量上非零。 减向模式 (Minus)：h_μν 仅在不同角线分量上非零。 测量可观