引力波理论

存在引力辐射是引力相互作用的任何相对论性描述的自然预言。在本章中，我们关注爱因斯坦广义相对论所预言的引力波。首先，我们引入那些恰当表述物理理论所必需的数学概念，如流形、向量、张量、度量、联络和曲率的概念。其次，我们阐明动机、表述并随后讨论爱因斯坦方程，它将时空几何与其物质内容联系起来。引力波随后作为平坦时空附近线性化爱因斯坦方程的解被引入。这些波被证明以光速传播并拥有两种偏振态。引力波能与物质相互作用，从而允许通过激光干涉仪直接探测它们。最后，推导爱因斯坦四极公式并用于表明以相对论速度运动的非球形致密天体是强大的引力波源。