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，篮球技巧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，现实很骨冬雪诗句感，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. Hul）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米口径沙宝亮简历）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高中必修一英语单词表接测量引力波。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？猫先生只清池能摇头，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。