广义相对论的创建

1905年狭义义相对论创建成功，这一 理论很优美，但也暴露了一些不足：它不能把牛顿的引力定律蠢括进来，而且只限于描述物体的匀速运动，而不适合于加速运动。

直到1907年，爱因斯坦突然找到了一个突破口，其线索是从一个“封闭电梯”的假想实验中获得的。

阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein，1879.3.14—1955.4.18）

电梯的假想实验说明了一个极为关键的事，爱因斯坦由此得出了一个重要的原理:“加速运动与引力场在物理现象上是彼此等效的”，这就是著名的爱因斯坦“广义等效性原理”。

像狭义相对论一样，广义相对论的另一个基础也是“光速不变原理”，它的含义是：“无论你是静止的还是运动着的，无论你是做匀速还是加速运动，或者说，无论你所处地方的引力场是强还是弱，对你来说，光在真空中的速度永远不变。”

广义等效原理与光速不变原理，成为爱因斯坦广义相对论理论大厦的两块基石。

此时，在爱因斯坦的头脑里，渐渐浮现出来一个引力场方程的模式。

他整整花了5年多的时间，构建起了他的广义相对论的大厦一引力场方程。

1915年11月，爱因斯坦在普鲁士科学院一连做了4次系列演讲介绍他的新引力论。

1915年11月25日，最后一次演讲这天，爱因斯坦当众宣布了他的引力场方程，并提出利用光线在太阳引力场的作用下所发生的时空弯曲效应，可以对这个方程进行验证。

他还公布了他借助引力场方程，对太阳光线引力弯曲的估算结果。

以引力场方程为核心的广义相对论，是一个绝世的佳作。

广义相对论的创建是人类关于自然界思考的一个壮举， 它是哲学理性的洞察力，是物理的直觉与精湛的数学技艺神奇结合的产物。

“广义相对论”认为：时空就像是一张巨大的橡皮膜（注：时空space time指三维空间加一维时间），如果放一个质量很大的物体，比如地球，这张膜就会凹下去，发生了变形“弯曲”，物质的质量越大，造成的时空弯曲也就越大。

再放一个物体上去，比如太阳，又会使时空发生变形，地球就会沿着这个已经弯曲的时空运动，也就行了地球绕着太阳转圈的状态。

基于这个理论，爱因斯坦后来提出，这种对于时空造成的形变，可以在宇宙中以光速传播，并以引力波来命名。

但他遗憾的表示，这种形变实在是太微小了（地球绕太阳公转产生的引力波功率仅为200瓦），人类想要测量，是不可能的。

一百年来，爱因斯坦的广义相对论几乎通过了每一次的验证，因此，也被认为是目前人类最接近宇宙真相的理论模型。

但这个伟大的理论还差最后一块拼图，就是爱伊斯坦伟大的预言“引力波”，还一直没有被人类找到。

后来随着路易斯安那与华盛顿的两个激光干涉引力波天文台，同时接收到了，来自遥远宇宙的引力波信号，这项前后花费40年的近10亿美元的实验，终于正式了爱因斯坦的预言，并让他口中的“不可能测量”变为了可能。

人类知道，时空波动了，每一个引力波天文台，都有两个相互垂直的，长达4公里的真空管道构成，只要这种时空的涟漪，如爱因斯坦所预言的那样到达，那么被扫过的地方，物体的长短就会发生变化。

真空管长短的变化，敏锐的反映到了观众激光的路径长度上，并最终引起两束激光的干涉图样的变化。

为了检测出这种及其细微的变化，引力波天文台的精度达到了10的负23次方米。

打个类比，就是原子核之中的质子，一万分一的尺度变化，就会被检测出来，进一步的分析证实，这次的引力波信号来源于13亿光年之外，两个大质量黑洞的合体（两个黑洞质量相当于29倍太阳和36倍太阳），根据我们讲的广义相对论，在合并过程中，两个黑洞的旋转，造成了时空的弯曲，这一巨大的能量，以引力波的形式向宇宙传播，并终于在13亿光年后抵达到地球。

这一发现不仅仅再一次证实了广义相对论，这个20世纪以来人类最伟大的物理理论。

更重要的是从此之后，人类除了依靠望远镜，也就是通过电磁波或粒子来了解世界之外，多了一种直接观察时空涟漪的手段，更让人兴奋的是人类对早期宇宙的进一步观测研究也就成为了可能。

在此之前，由于宇宙迷雾状态，光，无法给人类带来足够的信息，但有了引力波，人类也就突破了这层阻碍，有机会回到宇宙大爆炸最初的瞬间。

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