科学,引力波|什么是引力辐射？它和电磁辐射有什么关系？
当爱因斯坦提出广义相对论时 ， 它不仅动摇了200多年来的物理学基础 ， 而且彻底摧毁了人们对时间和空间的固有认知 ， 取而代之的是一个完整可变的时空结构 。相对论认为 ， 在四维“时空”中 ， 空间和时间各有自己的维度 ， 时空结构会因为物质和能量的存在而改变 ， 物质和能量的运动方式也会因为时空结构的改变而改变 。从引力红移到星光因物质的存在而发生弯曲 ， 这一系列不可思议的预测都证实了相对论的正确性 。
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既然 ， 物质/能量的存在会扭曲空间 ， 那么物质的运动可以扰动时空产生涟漪吗？当时爱因斯坦就是这么考虑的 ， 因此预言了引力波的存在 ， 今天我们说下什么是引力波？我们先从一种类型的波开始 ， 这可能是你最熟悉一种波：水波 。
最常见的波：水波
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让我们从一个完全静止 ， 平坦的湖面开始 。水面一开始保持平静 ， 没有受到任何外力的干扰 。这就类似于与一个平整的空间 。如果我们把一只昆虫轻轻地放到水面上会发生什么？这就类似于往空间中放了一个有质量物体 。
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上图可以看到昆虫轻微地扭曲了水面 ， 这是因为施加在昆虫身上的重力对水表面也施加了一个力 ， 导致了水面的弯曲 。如果我们把一个物体从很高的地方扔到水面上 ， 那么我们会看到什么？
我们会看到溅起的水花 ， 然后波浪向四周扩散 ， 这种水波涟漪生活中随处可见 。当我们扰动水面时 ， 波/能量会以特定的速度向外传播 ， 这个速度是由波所经过的介质（水）特性决定的 。也就是说介质就决定了波的传播速度 。
电磁波是如何产生的
如果我们开始观察一个量子化的现象：光波 ， 情况仍然是类似的 ， 但只是不那么直观而已 。虽然我们时时刻刻能看到光 ， 但我们从来不会看到光是如何波动的 。
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光也可以被看作是在时空中移动的涟漪 。它有一种特殊的能量 ， 由其频率/波长决定 ， 它有一个移动的速度 ， 也就是光在它所经过的任何介质中的速度 ， 它朝一个特定的方向移动 ， 这个方向由它产生时的条件所决定 ， 然后沿着时空曲率所决定的路径移动 。
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但是这些光是如何产生的呢？一个真正的光子是如何形成的呢？一个方法是来自于粒子（或反粒子）之间的直接相互作用：任何两个相互作用的粒子发生相互作用时 ， 就可以产生光子 。但产生光子的概率是有限的 。
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但还有另外一种方式 ， 一种更有趣也更相关的方式：带电粒子在磁场中运动 。
当带电粒子在磁场中运动时 ， 磁场会改变带电粒子粒子的运动方向 ， 这就是洛伦兹力 ， 其方向总是和粒子的运动方向垂直 。但是当一个带电粒子在磁场中移动的时候 ， 它也会以光子的形式发出辐射：低能量的回旋辐射 ， 或者更相对论（或加速）条件下的同步辐射 。这就是场和运动的带电粒子的相互作用 。
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