华人科学家：爱因斯坦都不敢想象 我们探测到引力波(3)

　　第嚼辔锾迨谴嬖谟谛窍抵行牡某大质量黑洞，具有可以超过几十、几百万倍的太阳质量，并且也有很小的尺寸，让大家推测这些也必然是黑洞。比如，在银河系的中心，就有一个四百万太阳质量的黑洞。在另外一些星系中，有气体不断掉入黑洞，在黑洞附近形成一个绕着黑洞旋转的“吸积盘剑并且在黑洞的旋转轴附近发出“喷流”。这样的一个系统叫做活动星系核，它会发射的强烈电磁辐射，是天文观测的一个重要目标。

　　还有一类物体是中等质量的黑洞。它们可能产生于小质量黑洞并合，或者小黑洞吃胶芏嗪阈牵或者是通过宇宙早期的大质量恒星塌缩而形成。在某些低光度的活动星系核，超亮X-射线源和球状星团中有一些它们的踪迹。

　　这些天文学中的观测现象从一个侧面证明了黑洞的存在，但是目前还没法很精确讲舛ê诙锤浇的几何结构。这些黑洞也都是随时间不变的稳定黑洞，它们周围的时空结构，在我们观测的这段时间内是不变的。

　　引力波

　　Albert Einstein, N？herungsweise Integration der Feldgleichungen der Gravitation, Sitzungsberichte der K？niglich Preu？ischen Akademie der Wissenschaften (Berlin), 1916.

　　在很长一段时间内，物理学家搞不清这个解的物理意义，更没想到这个波可以有什么观测上的价值。在1960年左右，引力波的物理意义开始明朗，物理学家认为，引力波可以被看成是引力相互作用的传播，并且可以被看成是携带着引力能。这就说明，引力相互作用是以光速传播的。

　　想了解引力波所对应的时空几何敌枰把刚才光滑的苹果变成粗糙的橘子：橘子表面有两种弯曲的几何结构。大尺度的时空几何（橘子的半径）代表了宇宙空间中的引力，而小尺度的几何（粗糙的点点）代表了引力波。

　　在一个自由下落的物体参照系中，引力波可以看成是一个“潮汐引力场”。也就是说，距离这个物体越远的物体，它感受到的引力场越大。在自由物体之间，潮汐引力场会引起他们相对位移按比例的变化（也就是“应变”）。引力波的振幅h，通常就用这个应变来代表。

　　如果不是自由下落的分开的物体，而是一个整个的弹性体，那么引力场的效果还要看这个弹性体本身对外力的响应。