我们已经谈完了量子力学和相对论，这是现代物理学的两大支柱。我觉得把这些作为一门科普，作为一个人的爱好和饭后的谈资就足够了。
下次有人问，什么是量子力学？你可以毫不犹豫地回答。这是一套研究物质组成和微观粒子运动规律的理论。例如，什么是电子？电子在原子中是如何运动的？
什么是相对论？这是一套研究时间空与物质相互作用的科学理论。比如你在空区间相对于我移动，你会和我处于不同的时间和空区间，你的时间会在空区间减速收缩。
然而，我们用同样的方法把时间空作为一个整体来衡量，也就是所谓的光速不变原理。简单来说，虽然你我测量的时间和空不一样，但是用我们自己时间空的测量结果计算出来的光速是一样的。
所以相对论也可以叫做绝对主义。绝对光速，绝对时间空不会变。(注意这不是绝对空和绝对时间之间，而是绝对时间空)。
当你这样回答的时候，别人会觉得你很懂！其实我们是窃喜的，对这件事也只知道一点点。
好了，我们言归正传吧！
相对论和量子力学诞生于20世纪20年代，至今已有一百多年。这两种理论经历了无数次的风雨和锤炼，至今仍被视为指导现代科学发展的基本理论。
尤其是相对论，人们对它一直都很谨慎，不是不相信它是正确的，而是它的很多预言都是惊人的，人们不禁开始怀疑这个东西是否准确。
因此，可以说相对论自诞生以来就经历了非常严格的审查，以往的任何科学理论都没有受到过这样的对待。
我们不断验证相对论的预言，但我们不断发现爱因斯坦是对的。
上一篇文章我们讲了重力探测器A和B的测试实验，用来验证地球绕空的拖曳现象和测地线效应，即地球质量引起的空之间的弯曲。
还有飞机飞行用铯原子钟的实验，验证了狭义相对论引起的时间膨胀和重力引起的时间膨胀。
不用说，星光弯曲实验、庞德-雷布卡实验验证了引力的红移和蓝移，这和引力的时间膨胀是一回事。
观察到引力透镜效应，和星光弯曲是一回事。最重要的验证，也被称为验证广义相对论的最后一道谜题，是2016年2月宣布的引力波探测器LIGO探测到了13亿光年外两个黑洞合并产生的引力波。
引力波的发现可以说是一个圆满的结局。广义相对论的所有预言都已被成功验证。爱因斯坦取得了巨大的进步，而且从未错过。
那么什么是引力波呢？
这是一个非常神奇的预言。引力波实际上是空之间自生的涟漪。比如往水面扔石头，会在水面引起涟漪，向四周扩散。
如果你突然把一块材料扔进空房间，会导致空房间弯曲，这种弯曲变化的速度也会四处扩散。水波传播的媒介是水，而引力波传播的媒介是空房间本身。
爱因斯坦建立广义相对论时，当时的目标是电磁理论，也是基于场的概念建立了引力理论。电磁理论中有电磁场，引力理论中有引力场。
其实电磁场是一种波，电磁波。当电子加速运动时，会释放电磁波。然后爱因斯坦还认为当物质在空加速时，也会释放出一种叫引力波的波。
可以理解为水面上有两个小球。当它们相互旋转时，会产生涟漪并向外扩散。空之间也是如此，当两个大质量天体相互旋转时，也会扰动空，引起空之间剧烈振荡，产生引力波，引力波四处传播，同时带走能量。
当我们的地球围绕太阳旋转时，也会在太阳的引力场中加速，所以也会释放引力波，带走地球的轨道能量。
因此，地球正在慢慢接近太阳，但不用担心，这种能量损失非常缓慢，地球撞击太阳至少需要10.150年。这个数字是多少并不重要。总之，太大了，无法形容。
因为引力很弱，是四种基本力中最弱的，只有电磁力的十亿分之一，所以引力波很难被探测到，像地球这样的引力波基本和没有一样。
因此，要想探测引力波，只能找到宇宙中那些质量非常大的天体，而这些天体正在经历毁灭性的时间；
比如有一种短时、强脉冲的引力波，是由超新星爆发和两个黑洞合并发出的。
还有一种引力波，虽然强度有点低，但是非常稳定，持续时间也很长。这种引力波是由巨大的双星相互环绕产生的，比如中子星和白矮星。
2016年探测到的引力波是黑洞产生的，但是黑洞没有光信号，我们无法判断引力波的一些性质，比如它的传播速度。
然而，在2017年10月，LIGO收到了来自NGC4993中两颗中子星合并的引力波，NGC 4993是一个距离地球仅1.3亿光年的星系。
我看到了这次事件产生的电磁信号。当时，世界各地使用了大量的望远镜来观察这次事件爆发的天空区域。最终，4台X射线和伽马射线望远镜成功监测到了此次事件爆发的天空区域，其中，中国的X射线天文卫星“护目镜望远镜”。
本次事件对引力波传播速度的测量表明，引力波与光速基本一致，光信号穿越1.3亿光年后稍慢1.7秒。认为合并后中子星周围的气体被阻挡或阻断，导致光信号稍有延迟。
引力传播是通过空的，所以不会被阻挡。因此，认为它们的速度是相同的。
引力波的发现及其速度的测量再次验证了广义相对论的正确性和准确性。空不仅会因物质而弯曲，还会以涟漪的形式向外扩散能量。
然而，广义相对论被验证得越多，它就越正确。这对科学家来说可能不是一件好事，因为广义相对论和量子场论是不相容的。
这意味着其中一个是错误的或不完整的。
下一次，我们将讨论量子场论和广义相对论的不相容性。忘了说，引力波怎么测量？这个原理其实和迈克尔逊-莫雷实验是一样的，也是干涉仪，只不过LIGO的悬臂有4公里长。
引力波会导致两个垂直悬臂梁分别收缩和伸长，从而导致光路距离的变化，进而两束光束返回后干涉发生变化。
因为引力波非常弱，干涉仪悬臂的长度变化极小，所以如果我们想探测更多更弱的引力波事件，只能建造更大的引力波探测器，这意味着更长的悬臂。
例如，LISA引力波探测器由三颗绕太阳运行的卫星组成，足够大。希望有一天，人类能够发现宇宙暴涨留下的引力波信号。这个引力波信号应该是均匀的，到处都有非常小的波动，充满整个空。它应该能告诉我们一些关于上帝的信息。
