预言与间接证据
1916年，阿尔伯特·爱因斯坦从广义相对论方程中推出，加速运动的质量会在时空中激起以光速传播的涟漪，即引力波。但这种效应极其微弱，爱因斯坦本人也认为不可能测到，甚至一度怀疑引力波是否真实存在。1974年，拉塞尔·赫尔斯和约瑟夫·泰勒发现一对相互绕转的中子星（双脉冲星），其轨道正按引力波带走能量的预期精确缩小，由此获得间接证据，并获得1993年诺贝尔物理学奖。
LIGO首次探测
从20世纪70年代起，雷纳·韦斯、基普·索恩、罗纳德·德雷弗等人推动用激光干涉仪直接捕捉引力波，最终在美国华盛顿州汉福德和路易斯安那州利文斯顿建成臂长4公里的LIGO观测站。2015年9月14日，两站同时捕获到约13亿光年外两个分别约36倍和29倍太阳质量的黑洞并合发出的信号（GW150914），并于2016年2月公布。当时干涉臂长度的变化仅约质子直径的万分之一。韦斯、巴里·巴里什和索恩获得2017年诺贝尔物理学奖。
新的天文学
2017年8月17日，LIGO和Virgo探测到两颗中子星并合产生的引力波（GW170817），随后全球望远镜在同一位置观测到伽马射线和光，证明金、铂等重元素正是在这类并合（千新星）中形成的。这标志着“多信使天文学”的开端。如今LIGO、欧洲的Virgo和日本的KAGRA联合观测，已记录数百个事件，空间引力波探测器LISA计划于2030年代发射。引力波有望为光无法抵达的早期宇宙以及暗物质研究打开新窗口。
常见问题
- 引力波经过地球时人能感觉到吗？
- 不能。到达地球时形变已极其微小，只有超高精度的激光干涉仪才能测到。
- 引力波和引力有什么区别？
- 引力是质量使时空弯曲的效应；引力波则是这种弯曲发生变化时向外传播的涟漪。
来源核查日期：2026-10-26
参考文献
- Einstein, A. (1916). Näherungsweise Integration der Feldgleichungen der Gravitation. Sitzungsberichte der Königlich Preußischen Akademie der Wissenschaften, 688–696.
- Abbott, B. P., et al. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration). (2016). Observation of gravitational waves from a binary black hole merger. Physical Review Letters, 116, 061102.
- Abbott, B. P., et al. (2017). GW170817: Observation of gravitational waves from a binary neutron star inspiral. Physical Review Letters, 119, 161101.