引力波|引力波破坏了广义相对论的基本假设之一：等效原理
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等效原理是广义相对论的两大基础假设之一 ， 在现代物理学中是非常重要的存在 。 等效原理又分为弱等效原理、强等效原理和甚强等效原理 。
弱等效原理认为 ， 物理的惯性质量和引力质量之比是一个与材料、大小等物理性质无关的常数 。 简单来说 ， 不管物体质量如何 ， 它们在相同引力场下做自由落体都具有相同的加速度 。 大家应该还记得一个故事 ， 那就是伽利略的比萨斜塔实验 ， 他把两个质量不同的小球同时从高处放下 ， 结果两个小球同时落地 。 虽然这个故事的真伪不明 ， 但是这反应出了弱等效原理 。
强等效原理认为 ， 在引力场的任何位置都可以找到一个局部惯性系 ， 其中一切物理定律与没有引力场中是一样的 。 甚强等效原理把引力的相互作用也包括了进来 ， 它描述的是引力可能破坏等效原理 。
弱等效原理的检验上面说过 ， 伽利略的比萨斜塔实验存在疑问 。 并且 ， 两个不同大小的球所受阻力也会不同 ， 不太可能同时到达地面 。 牛顿吸取了经验 ， 设计了一种可以抵消空气阻力影响的实验 。 他设计了两个一样长的单摆吊着相同大小的盒子 ， 盒子里可以装相同重量的木块和金属 ， 并且还可以轮换 。 从而 ， 他在千分之一的精度内测试了弱等效原理 。
后来 ， 人们又设计了各种实验对它进行检验 。 在三位科学家对扭秤实验的方法和测量进行改良之后 ， 弱等效原理的精度达到了10^-13 ， 这几乎是地面实验的极限了 。
后来 ， 人们提出用卫星进行实验 。 科学家把两个物体装在卫星中 ， 如果等效原理不成立 ， 那么这两个物体就会逐渐拉大距离 。 但事实上 ， 它们在10^-18的精度内验证了弱等效原理 。
引力波对弱等效原理的破坏众所周知 ， 引力波是爱因斯坦广义相对论的重要产物之一 。 当两个天体互相绕转时 ， 它们就会扰动时空 ， 产生向外传播的引力波 。 引力波非常小 ， 很难被探测到 ， 只有大质量物体合并产生的引力波才能被探测到 。
【引力波|引力波破坏了广义相对论的基本假设之一：等效原理】前面提到遵守弱等效原理的情况都是在静态引力场的情况下 ， 但引力波是动态的 ， 也就是说它是随着时间变化而变化的 ， 那么在引力波下弱等效原理还存在吗？
最近 ， 澳大利亚的物理学家詹姆斯·奎奇发表了一项研究 ， 从理论上证明了弱等效原理会遭受引力波中量子粒子的破坏 。 他编写了一个描述量子粒子自由下落的弱等效原理方程 ， 然后在静态引力场和引力波中进行测试 。 结果发现 ， 引力波中的量子粒子能提取到质量的信息 ， 这也就表明它违反了弱等效原理 。
该计算首次准确地描述了量子粒子如何违反弱等效原理的特征 ， 并为以后的研究提供了重要见解 。 这一发现不仅可以解决量子理论中的长期争论 ， 还可以用来开发先进的新材料 ， 包括具有无限电导率和零粘度的流体 。
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