金仲辉

中学生张华问：“近日报载美国科学家第一次直接探测到引力波的存在，何谓引力波，它的发现有什么意义？”

我们先来了解电磁波是如何产生的，一个静止的电荷在其周围空间产生了一个电场，当这个电荷做加速运动，它就在空间产生了变化的电场和磁场，这种变化的电场和磁场会在空间传播出去。即形成所谓的电磁波，与电场类似。一个物体在其周围空间会产生一个引力场。这个引力场对另一个物体产生力，这就是著名的万有引力，爱因斯坦在1916年提出的广义相对论预言，一个物体做加速运动时，会在空间产生类似电磁波的引力波，它携带着一定的能量。且以光的速度传播。

因为一般物体加速运动所产生的引力波是极其微弱的，所以无法用人工实验来证实引力波存在，宇宙中一些天体的质量十分巨大，它们的加速运动就有可能产生大强度的引力波，但这些天体距地球十分遥远，所以检测到引力波并非易事，1968年，一位名为韦伯的物理学家曾设计制作了一种引力波天线，并声称在近三个月的观察中曾两次接收到引力波信号，然而其他各国的实验小组都没有重复观测到韦伯的结果，因而他的发现没有得到公认，物理学家泰勒等人利用巨大的天线装置，对一个双致密星和它的一颗伴星之间的运动进行了四年多的监视性观测，1978年，他们确认了这颗双星的公转周期在稳定地变短，这是由于它们产生出引力波使双星的能量有所减少造成的，这个观测结果间接证实了引力波的存在，为此美国物理学家泰勒和赫尔斯获得1993年度的诺贝尔物理学奖。……