什么是引力波通俗解释（引力波性质及发现后使用价值）

引力波的第一次网络刷屏，源自郭英森和方舟子上《非你莫属》中的一期节目，人缘极差的方舟子打断民科精英郭英森的狂想。

自打被某自媒体以“引力波”被发现后，推波助澜讨伐的一个闹剧！闹剧终归是闹剧，一笑而过就行；但让大家突然增加了一个概念——引力波，倒是真实的。

我们今天就来把这个概念转化为一个知识点。

爱因斯坦的观点

爱因斯坦按照广义相对论洛伦兹不变性的推导，用“相对论”的语言进行表述，引力波的概念是：质量发生变化，导致时空结构改变，时空结构的变化将以“波”的形式传播。

简单的说，引力并不是万有、瞬时、绝对的，引力也是以光速进行传播。

同学们听到这里，就觉得，这和电磁场几乎一样嘛。先别急，引力波还真的和电磁波不是一路人呐。

引力波和电磁波相对比，神奇的事情就发生了。电磁波极易被干扰，碰到障碍就能反射，而宇宙短波射线，碰到大气层就直接被屏蔽了。而引力可不一样，亘古不变，不可屏蔽，不会转向，千万年来一直以光速向外传播，就连光遇到也得认怂的黑洞，也无法对引力产生丝毫影响，简直像异次元般的存在！

引力波的间接测量

如果爱因斯坦只是这样说了就算，那么方舟子也可以成牛顿，也不用到处找茬打架了。物理学家的理论必然有严密的数学架构和模型，引力波的预言当然也不例外。

电磁辐射消耗能量，物体向外发射电磁波，因为遵循能量守恒原理，必然导致自身能量不断下降。同理，引力对外传播，类似于“引力辐射”，我们可以检验物体能量的减少来间接观测引力波。

原理很简单，只要找两颗质量不变的双星系统，观测它们之间轨道变化就行了，当然必须是中子双星系统，否则质量太小，人类无法检验数据。理想很丰满，现实很骨感，茫茫宇宙，这就是大海捞针嘛。

美国不愧是人类科技之光，1974年阿雷西博射电望远镜所在地，两名普林斯顿大学天文学家泰勒（J.Taylor）和赫尔斯（R. Hulse）首次发现了一对脉冲双星系统，天文学家对此给予厚望，编号PSR1913+16。人海中只是望了你一眼，就已经足够！一通猛如虎的操作，根据脉冲星频率精确的测量，计算得到此双星系统公转周期每年减少百万分之76±2秒，半长轴每年缩短3.5米，与相对论预言极其吻合！

为此，泰勒和赫尔斯获得了1993年度诺贝尔物理学奖。一种天体的发现能获2次诺贝尔奖，绝无仅有。

孤证不立，2004年，澳大利亚帕克斯（Parkes） 64米口径天文望远镜又发现了一对互相绕行的脉冲星，命名为PSRJ0737-3039A/B，美国GBT望远镜（Green Bank Telescope，100米口径）对双脉冲星进行了长达三年的精确测量，观测结果与广义相对论引力波预言误差在0.05%以内，这也是目前为止对广义相对论最精确的实验检验。

引力波直接测量

挑战了间接测量，同学们当然顺理成章的想尝试一下直接测量引力波。其原理也很简单，放两块板，如果它们间距莫名其妙发生了变化，我们就认为探测到了引力波。跟在宇宙中大海捞针找脉冲双星，这难道不是顺理成章的事情吗？

事实上，这可一点都不顺利成章。因为爱因斯坦本人，都觉得引力波可能无法直接测量。因为不但中子双星系统能量等级差太远，就算是两个黑洞碰撞，发出的引力波到达地球，造成的扰动大约也只有比原子核运动还要小数千倍的细微变化而已。这需要何等的精确测量手段和技术啊！

美国再次扮演人类科技之光，你不服都不行！美国投资5.6亿美刀，前后花费16年，两台相距3000km的LIGO，终于等到了宇宙中最美妙的0.25秒。得到了如此激动人心的一张图！——宇宙引力的琴弦在人类面前，跳出了这段玄妙的舞蹈。

三位美国的专家雷纳·韦斯、基普·索恩以及巴里·巴里什，无可厚非的荣膺2017年诺贝尔物理学奖的殊荣，以表彰 “他们对激光干涉引力波天文台（LIGO）和观测引力波所做出的决定性贡献”。

结语

同学们这下明白什么是引力波了吧，无数科学家花费了毕生的心血，终于从理论到实证，证明了它的存在。

你要问“引力波”能有啥用处？猫先生只能摇头，就好比在1870年，你问我，“电”这个玩意有啥用？我又不是穿越者，我哪知道现在我们无时无刻都离不开“电”啦！

当人类进入宇宙文明，再回望爱因斯坦和“引力波”，一定将心存莫大的感激，我坚信这一点。

我是猫先生，感谢阅读。