引力波的存在是广义相对论的重要预言。1916年,爱因斯坦在与史瓦西的信件中提出应该存在引力的波动,类似于电磁波在电磁场中的传播。爱因斯坦提出,引力波以光速传播,并且在源处释放能量。当时的数学处理并不完善,使得这些波的物理实在性受到质疑。特别是因为广义相对论具有坐标变换不变的性质,一些物理学家认为引力波可能只是坐标系的虚假现象而非真实物理实体。
1922年,爱丁顿对引力波的存在性表示怀疑,认为它们可能没有实际的能量和动量。尽管存在这些质疑,物理学家仍继续研究广义相对论和引力波的数学基础。到1950年代,在赫尔曼·邦迪、费利克斯·皮拉尼和伊凡·罗宾逊的努力下,确定了引力波携带能量。而邦迪在1957年通过 Bondinews 这一物理量,确切地描述了引力波如何从一个源中辐射出来,证明了引力波能够在没有坐标系依赖的情况下,携带出能量、动量和角动量。
雷纳·萨克斯与约瑟夫·波多尔斯基在1962年的本文中,通过纽曼-彭罗斯形式形式(Newman-Penrose formalism)提出了 Sachs-Goldberg 公式,进一步规范了描述引力波的方法。至此,人们已经确信了在广义相对论的框架中的确存在引力波,引力波是时空弯曲效应的传播,传播速度等于光速。
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