“原初引力波？”</P>
这一次。</P>
听到杨振宁抛出的这个概念，黄昆脸上倒没之前那般疑惑了。</P>
取而代之的。</P>
则是一抹若有所悟的思色。</P>
引力波。</P>
这三个字其实应该分成两部分来理解，也就是“引力”和“波”。</P>
那么引力为什么会有个波呢？</P>
答案显然并不是因为引力是个女性，而是因为时空有了结构——我们平时观察到的物质的运动，都是发生在时空之中的。</P>
某种意义上可以理解为物质是演员，时空是这些演员表演的舞台。</P>
普通的波，例如水波、声波、电磁波，都是演员在运动，舞台不动。</P>
而引力波呢，则是舞台本身的运动。</P>
在小牛的牛顿力学中。</P>
时空是一个平淡无奇的舞台，因为时间就是均匀的流逝，空间就是均匀的绵延。</P>
无论物质有多少、怎么运动，对这个舞台都没有影响，所以不可能有波动，也就是此前提及过的绝对时空观。</P>
但在老爱的相对论中，舞台的性质就很特别了。</P>
在广义相对论中，老爱对引力的描述方式变得比小牛的平方反比律复杂多了，成了绕一个很大的弯子：</P>rexue.org 西红柿小说网
质量引起时空的弯曲，物体在弯曲的时空中运动，看起来就像是受到引力的作用一样。</P>
好比诸位面前有一张平坦的纸，它的曲率是零。</P>
在这张纸上面，三角形的内角和等于180度，圆的周长等于2π乘以半径，如此等等，欧几里得几何的定理都成立。</P>
如果把这张纸变形一下，比如说变成一个球面，曲率大于零，许多欧几里得几何的定理在这里就不成立了。</P>
例如三角形的内角和大于180度——你甚至可以做出三个内角都是直角的球面三角形，它的内角和高达270度，圆的周长小于2π乘以半径等等.....</P>
如果把这张纸变成马鞍形，曲率小于零，你同样也会发现许多违反欧几里得几何的现象，只是表现在相反的方向。</P>
例如三角形的内角和小于180度，圆的周长大于2π乘以半径。</P>
当把弯曲的对象从一张纸....也就是一个二维的面推广到相对论的时空...也就是一个四维的几何结构，就明白“时空弯曲”是什么意思了，就是时空的每一点都可以有个或正或负或零的曲率。</P>
广义相对论给出了质量与附近的时空曲率之间的关系，质量越大，对周围的时空产生的弯曲就越大。</P>
当一个物体不受其他力、只在引力的作用下运动时，无论时空是弯曲的还是平坦的，它都只是按照距离最短的路线即“短程线”运动。</P>
如果时空是平坦的，短程线就是直线，这时没有引力，它做的就是匀速直线运动。</P>
如果时空是弯折的，短程线就变成了曲线。</P>
这时在其他观察者看来，这个物体似乎就是在引力的作用下运动——例如地球绕太阳的公转轨道，就是地球在太阳周围的弯曲时空中的短程线。</P>
如果还是没法理解.....再举个简单的例子吧。</P>
太阳好比一个耳根，他往沙发上一坐，就产生一个大坑，那么其他人坐在沙发上时，都会不由自主地被这个大坑陷进去。</P>
在广义相对论中。</P>
不同地方的时空可以具有不同的曲率，所以说时空有了结构。</P>
既然有了结构，自然就可以波动了。</P>
因此根据广义相对论。</P>
引力波应该是一种极其常见的现象，任何不是球对称的物体的加速运动都会产生引力波。</P>
这个概念在理论物理的知名度极广，所以黄昆这次倒是能跟上杨振宁的思路。</P>
随后他眼神微微一动，朝杨振宁问道：</P>
“老杨，不对吧，为什么探测到引力波，就能说是找到了引力子？”</P>
“虽然理论上来说引力波应该具备波粒二象性，但如果从相对论的角度用度规场来对它进行解释，似乎也可以说得通吧？”</P>
“换而言之....二者之间应该没有那种绝对的辅证关系，否则爱因斯坦也不可能支持引力波的存在了。”</P>
波粒二象性。</P>
这个概念最早提出的时候只被用于光子，但后来随着理论发展，已经被推广到了所有的基本粒子。</P>
所以从波的角度进行逆推，一个微观领域的波，同样也应该有对应的微粒。</P>
但是.....</P>
引力波却有些特殊。</P>
早先提及过。</P>
相对论是目前描述引力最完美的一个理论，它只认为宇宙中存在引力场而不存在引力子，引力波的传递依靠的是度规场。</P>
也就是说引力波是张量波，当波穿过某区域时，它会导致空间在垂直方向上收缩和舒张。</P>
这个解释同样能够对引力波进行释意，而且自身可以形成一个良好的闭环生态圈。</P>
用后世的例子来解释就是......</P>
广义相对论相当于苹果的ios系统，标准粒子模型相当于安卓阵营。</P>
ios哪怕不需要和安卓有交集也依旧可以过的很好，甚至在很多情景下可以说是霸主。</P>
代表着标准粒子的安卓阵营则在全体用户上有着优势——也就是标准粒子模型对科技发展的影响要比广相更大，目前二者正处于很焦灼的缠斗局面。</P>
引力波则相当于是一个很重要的软件，ios能支持它，安卓也能支持它。</P>
当然了。</P>
引力子的话就不一样了。</P>
这玩意儿就相当于突然死亡法则，只要被证明或者证伪，广相和标准粒子模型都得凉一个。</P>
“......”</P>
看着有些疑惑的黄昆，杨振宁很快摇了摇头：</P>
“老黄，你再好好想想。”</P>
“我说的可不是普通的引力波，而是....原初引力波。”</P>
“原初引力波？”</P>
黄昆下意识扶了扶眼镜：</P>
“那是啥玩意儿？”</P>
杨振宁想了想，双手在面前做了个手势，解释道：</P>
“老黄，你应该知道，所谓引力波，顾名思义就是引力场的波动，或者说是引力场度规的扰动。”</P>
“这种扰动由于种种情况的干涉或者影响很复杂，就像你爱吃的包子，它从最初的小麦到成品的包子之间，掺杂了很多很多的步骤——比如说脱谷、抹面、发酵等等等等.....”</P>
“引力波同样如此，常规的引力波由于多种情景使然，内部的信息也很复杂，就像你之前说的那样，它可以用标准模型解析，但也可以用广相释意。”</P>
“但如果我们能找到一种时间跨度很长的引力波呢？比如说跨度早到....宇宙早期？”</P>