引力波在广义相对论中是一个推论,并且是很重要的一个。引力波和电磁波,在数学上有一定的类似之处。打一个比方,法拉第、麦克斯韦建立的电磁场理论,推论出电和磁之间的联系。在最初,这个联系体现在“电磁感应”,比如运动的电荷可以产生磁场,而变化的磁场也可以产生感生电动势。从这些,可以从理论上建立一个麦克斯韦方程组。但是,这个方程组又推论出一个新的现象,就是电磁波。在电磁波里面,电场和磁场之间会有一个完全的转换,电磁感应会把能量传播到无穷远处。在赫兹发现了电磁波,并且测定了它的传播速度之后,电磁场理论才真正完整地被验证了。所以相比之下,只有探测到了引力波,研究了它的性质之后,才能说对广义相对论有了一个完整的认识。
ligo探测的成果之一便是完成了对爱因斯坦广义相对论关键预测的最后验证。但我觉得这并非是解决了一个问题。几乎所有的天文学家和物理学家都完全相信引力波是存在的,只是此前我们不能直接探测到它们。事实上本来可能有一个大得多的问题,那就是如果我们能够确认两个黑洞的合并没有发出引力波,因为这可以表明爱因斯坦的理论存在严重的问题那会是令人震惊的,要知道广义相对论在不是那么极端的物理条件下取得了巨大的成功。当然,类似的评论可以应用在黑洞本身的存在性上。人们从电磁数据中得到了关于黑洞存在的很多间接证据,但对它们的直接探测通过它们发出的引力波是一个惊人的发现。不过同样不是真正解决了一个天文学和物理学中的问题。





