要回答这个问题,先要搞明白什么是重力波,什么是引力波。引力波是时空本身的涟漪,几乎可以穿过宇宙任何区域,而时空涟漪是什么,引力波是时空的涟漪;爱因斯坦在广义相对论中认为引力波是由于天体做加速运动所引起的,这里需要补充解释一下什么是固体潮了,我们就沿着爱因斯坦广义相对论的思路走一圈,来了解一下这个引力波究竟是个什么鬼。
1、引力波是电磁波还是机械波?引力波到底是什么类型的波动?
我不是在职科学家,但是可谈一下理解。题主这么问我就当做题主默认理解机械波和电磁波的含义了,生活中最常见的波形应该就是水波了,它也很好的描绘了什么是波:点机械波与电磁波不同,机械波的传播需要介质,就好比足球场中的人浪,一个一个互相传递,人浪这种波就相当于机械波,需要人的传播。电磁波不需要介质,反而介质会阻碍其速度,
这两种波都比较容易理解,但想要理解引力波需要一种新的时空观,引力波是爱因斯坦广义相对论预言的一种现象,我们通常认为空间就是空间,一个三维的,平直的空间。可是爱因斯坦的广义相对论认为,空间加上时间构成了四维时空,并且这种时空是可以弯曲的,所以简单理解,引力波就是时空的波动,所以想要理解引力波,首先就应该把时空独立出来考虑。
2、引力波是什么?它的传播速度是光速吗?
答案:引力波是时空的弯曲,或者说,是带质量的物体进行加速度运动而产生的波,引力波的传播速度不是确定的!引力波是广义相对论所预言的,它的发现可以说是对广义相对论画上一个完美的句号!在广义相对论里边,引力波的传播速度就是光速,因为这样可以使公式变得最为简洁,但是,这仅仅是一个假设,没有得到实际验证,所以它的速度可能是光速,也可能小于光速,但绝对不可能大于光速,因为它是广义相对论预言的,必须受到广义相对论的限制!相对论的一个前提假设是:光速是物质运动和作用力传递的极限。
引力波是时空本身的涟漪,几乎可以穿过宇宙任何区域,而时空涟漪是什么?平静的水面扔进去一颗石子,会产生涟漪,而时空涟漪呢,时空是一个巨大的平面,有质量的物体在上面运动的时候,就会产生涟漪并向周围传播,引力波随之产生!事实上,任何有质量的东西运动都能产生引力波,只不过微不足道而已,作为宇宙最基本的四大作用之一的引力,它曾经一直活在理论中,而如今,引力波的发现证明了它的存在。
3、引力波是波还是其他的什么?如何产生的?
啥也不说了,先答题:引力波是时空的涟漪;爱因斯坦在广义相对论中认为引力波是由于天体做加速运动所引起的,我们就沿着爱因斯坦广义相对论的思路走一圈,来了解一下这个引力波究竟是个什么鬼。爱因斯坦从场方程中推导出来,引力波是一种以波动形式和有限速度传播的引力场,加速运动的天体就会产生引力波。这种波是一种横波,对于无穷远的观察者来说,他看到的为平面波;这个波会有沿着X和Y方向的两个极化(偏振)方向;引力波可以携带能量;并且在真空中以光速传播,
在爱因斯坦对引力的描述中,时空就像一个绷紧的床单,有质量的物体放进去,时空就会因此而塌陷(弯曲),如果这个物体发生振动,这个床单就会跟着振动,这种振动就像把石子投入湖水引起的湖面水波一样。引力波的这种振动,同样会因为时空环境导致的失真而逐渐的衰减,所以对于距离引力波源非常遥远的地球来说,这些振动很难被探测到,
就跟湖面的水波如果传到很远的时候就无法再被轻易观察到是一个道理。虽然关于引力波的探测方面,我们不得不说aLIGO引起的轰动效应,不过老郭在这里更想提一下我们中国科学家的贡献,为他们的卓越贡献而感到骄傲,毕竟这是我们中国人的原创性成果,必须给大大的赞,2012年12月26日下午,中国科学院地质与地球物理研究所在北京对外宣布,由该所汤克云研究员领衔、中国地震局和中国科学院大学有关科研人员组成的科学团组,经过10多年的持续探索,在实施多次日食期间的固体潮观测后,发现现行地球固体潮公式实际上暗含着引力场以光速传播的假定,从而提出用固体潮测量引力传播速度的方法。