當我們到海邊玩耍時,，可以看到波浪起起伏伏，一天不同的時間內海水的水位會發(fā)生變化,，這就是潮汐現(xiàn)象,。傳統(tǒng)的牛頓引力理論認為潮汐是由月球的引力引起的，但是當代的物理學家認為月球引力說存在科學漏洞,，并試圖證明愛因斯坦的引力波理論才是潮汐產(chǎn)生的原因,。

引力波發(fā)現(xiàn)史

這是令全世界激動的一天，2016年2月,，一個國際物理學家團隊宣布首次直接觀測到引力波,。這些波是由一對黑洞的巨大碰撞產(chǎn)生的，每個黑洞的質量大約是太陽的30倍,，這種碰撞是如此劇烈,，以至在時空結構中產(chǎn)生了漣漪。而這種類似水塘中的漣漪就被稱為引力波,。一年之后引力波的發(fā)現(xiàn)者便獲得了諾貝爾物理學獎,。

引力波的發(fā)現(xiàn)是物理學界的一大勝利,，但是很早之前愛因斯坦就在廣義相對論中預言引力波的存在,。發(fā)現(xiàn)引力波的團隊也早就知道，愛因斯坦的廣義相對論暗示時空波動是可能的,。這些波壓縮和拉伸空間的距離小于質子的寬度,。為了發(fā)現(xiàn)它們，物理學家們建造了一個超級靈敏的探測器網(wǎng)絡,，花費了超過10億美元,。因此，2016年第一次引力波的發(fā)現(xiàn)既是一種解脫,，也是一個重大的成功,。但是發(fā)現(xiàn)了引力波后還是遺留下一些困惑給物理學家，引力波到底是什么,，它有怎樣有趣的性質,，我們平常人能看到引力波么？

引力波藏在海水中

就當人們在討論如何看到或感知到引力波時,，兩位物理學家已經(jīng)得到了答案,，引力波一直隱藏在人們的視線之中?？渥骠?納塔爾大學的里特帕爾諾·戈斯瓦米和開普敦大學的喬治·埃利斯如今都在南非,，他們用一些數(shù)學魔術來證明潮汐力是引力波,。這兩者都是相同的力量，導致海平面上升和下降,，因為月球繞地球運行,。潮汐力實際上是引力波的一種隱藏形式。但是我們平常并不知道或者并不可能感覺到,，不過潮汐力是否真的是引力波的隱藏形式呢？我們平時不是認為潮汐是月球引力產(chǎn)生的么,？

戈斯瓦米和埃利斯認為潮汐并不是月球引力產(chǎn)生的。愛因斯坦預言的引力波和牛頓的萬有引力定律是不同的,。牛頓的萬有引力理論是基于這樣一種觀點：所有的質量都會產(chǎn)生一種吸引其它物質的引力,，這種引力解釋了各種各樣的現(xiàn)象：如蘋果下落的軌跡，行星圍繞太陽的運動,，當然也有平常人們看到的潮汐,。

牛頓的理論可以解釋潮汐。潮汐都是引力隨距離變化的結果：地球面向月球的一側受到的引力略大于背向月球的一側,，其結果是一種拉伸,，在地球旋轉時將海洋拉來拉去，所以海水便有了潮漲潮落,。但是有科學家質疑牛頓引力背景下的潮汐力,。

戈斯瓦米和埃利斯一開始就指出,，牛頓的理論沒有解釋一個重要的物理定律：沒有任何東西的速度可以超過光速,，即使是萬有引力。所以月球的引力到達地球需要時間,，那么在月球引力到達地球之前的這短短幾秒鐘內潮汐力是如何存在的,？沒有任何物質的傳播速度能超過光速，潮汐的影響也不可能是瞬時的,。既然牛頓的引力理論面對潮汐出現(xiàn)了漏洞,，這就為物理學家的才能發(fā)揮施展了空間。

愛因斯坦首先在他的狹義相對論中闡述了宇宙速度極限,，后來又把它納入到他的廣義理論中,，他的廣義理論把重力描述成一種扭曲的時空結構。這立即導致了這樣一種想法,，即這種扭曲的時空結構可以支持類似波紋的波動,。

戈斯瓦米和埃利斯說,，潮汐力是引力輻射的一種形式,。但要成為波,，它們必須以廣義相對論規(guī)定的特殊方式隨時間變化。物理學家們繼續(xù)用數(shù)學方法證明潮汐力確實具有這些性質,，盡管其尺度比黑洞碰撞產(chǎn)生的波要小得多,，但是它們的性質是相似的，也是很有趣的,。物理學家們正在努力試圖證明潮汐力就是引力波的一種表現(xiàn)形式,。

本質上，戈斯瓦米和埃利斯認為潮汐力是低頻引力波,。這個理論做出了一些不同于牛頓重力理論的預測,。例如，戈斯瓦米和埃利斯指出潮汐力從月球到地球需要1.3秒,。他們說:“如果沒有大陸,，所有地方的海洋都一樣深，潮汐將比月球處在天空中的時晚0.66秒,?！痹谌鄙訇懙氐那闆r下，潮汐將受到那么大的影響,，潮汐的產(chǎn)生的時間竟然減少0.66秒,，但是傳統(tǒng)理論上月球潮汐力到達地球的時間不會變，而出現(xiàn)這種變化一定是因為地球自身的變化引起的,。

這樣的影響是可以測量的，盡管戈斯瓦米和埃利斯沒有擴展他們的分析來說明如何測量,。但這確實意味著引力波的影響比任何人想象的更容易被發(fā)現(xiàn),。去海邊玩一天，有人嗎?望著海邊起起伏伏的波浪,，有誰會想到它們就是引力波呢,？