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引力波的传播受时空扭曲影响吗?

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想求教两个问题:
1.为啥引力波的传播速度也是光速。引力波和光是两个完全不同的东西,为什传播速度恰好一致呢?它们存在什么内在联系吗?
2.光在传播是会因为时空的扭曲而扭曲,比如产生引力透镜现象。引力波的传播也会受到时空扭曲的影响吗,也会有引力透镜现象吗?


IP属地:美国1楼2022-05-09 22:05回复
    1根据最新的理论,所有粒子都以光速运动,费米子和部分玻色子因为希格斯机制所以降低了速度。
    2相对论和量子力学有不可调和之处。量子力学不考虑引力,因为引力效果太小。现在的标准模型已经完全了可以解释所在领域的几乎一切而且非常精确,也没有引力子的位置。相对论认为引力本来就是时空弯曲的效果。引力本身就是时空扭曲的现象,并不是说引力受时空弯曲影响,所以时空扭曲的传播速度就是光速。


    IP属地:江苏来自Android客户端2楼2022-05-10 10:24
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      引力子没有质量啊,没有质量自然就以光速传播,胶子也是以光速传播。
      引力波的研究一般都是默认的弱场线性近似,也就是默认背景时空不会对引力波的传播造成大的影响,引力波只是时空的微扰,这与实际情况也接近,引力波的穿透力非常强,与其他物质的耦合非常弱,衰减也很小,以至于原初引力波至今仍有可能存在。但是与光线不同,两束光相遇可以仍然保持互相独立地传播,但是由于引力场存在自相互作用,也就是引力子互相之间仍有引力作用,因此如果两束很强的引力波相遇,将会如粒子束一般互相散射。


      IP属地:上海来自Android客户端4楼2022-05-10 11:36
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        根据爱因斯坦方程可以直接算出引力波速度 是光速


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        IP属地:安徽来自Android客户端5楼2022-05-10 18:12
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          这个问题无法解释,光速是宇宙的极限速度的原因无法得知。我们唯一知道的是,如果没有希格玻色子,任何粒子都是光速远动的。


          IP属地:山东来自Android客户端6楼2022-05-14 08:34
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            你问的问题很好。
            1 为什么引力波传播速度为光速?
            前面已有介绍。引力波是引力的小扰动传播的形式,我们可以把它化简为无质量粒子所满足的波动方程的形式。事实上,量子化后对应于无质量粒子的场传播速度都是光速。
            引力波与光波之前,主要的区别有二。一个是二者的规范对称性不同,引力波的规范群是无穷小微分同胚变换群,光是电磁波,规范对称性是U(1)规范群。二是自旋不同,光是无质量矢量场,自旋为1,而引力波是无质量二阶对称张量场,自旋为2。但如果就此说二者完全不同没有可比性,那就大错特错了。事实上,光波的传播与引力波的传播相似之处极多。除了运动方程的类似,引力波也可以类似于电磁波一样,依靠场的宇称拆除类电部分与类磁部分。二者对粒子运动产生的效果也跟洛伦兹力形式上接近。
            你所说的根本的不同其实是超越微扰层面的。引力波是一种小量展开后的近似,而一般来说,引力的传播是几何上的变化。但我们也可以依靠依赖域的分析得知,引力的影响范围仍然受光速约束。
            2、引力波有没有引力透镜?
            当然有。事实上你要理解,光的传播能用光线描述其实本质上是电磁波传播在高频下做WKB近似,或者叫程函近似,或者叫几何光学近似的结果。时空的弯曲会使引力波的波前变形,同时也会有引力波受引力有效势影响发生的偏折,甚至是反射。只不过引力波如果要产生像光一样那么高的频率,例如可见光的数百赫兹的量级,那得要发生极为激烈的天体活动。所以,对于引力波的透镜现象,几何光学近似不一定很适当,而应该更严肃的处理引力波在引力场的散射问题。这一领域目前还在研究和发展,算是学术界的前沿之一。包括引力波的散射与观测和电磁波波动效应对引力透镜的影响,都是现在学界研究的问题。


            来自iPhone客户端7楼2022-11-15 00:26
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              用微扰论得式子2,式子2代入式子1得式子3,解式子3得式子4,用傅里叶变换解式子4得式子5,把式子5代入式子4得式子6,可得4-波矢量的积=0,这结果类似于时空间隔ds²=0(光速情况),也就是说,在引力微扰情况下,引力波以光速传递。同样用微扰论可得拉普拉斯引力场方程(牛顿万有引力公式的广义写法)。


              IP属地:中国香港8楼2022-11-15 07:10
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                目前微观理论认为引力跟光速没任何关系,但我们的时空是丘成桐空间的某个特殊解,这个解确定了光速不变、引力的传播速度是光速等很多基础物理参数,于是在宏观上才有类似相对论等很多宏观理论成立的基础,


                IP属地:新加坡来自Android客户端9楼2023-01-07 18:27
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