天文學上的引力波都是遙遠的星體產生的，有些事中子星相撞，有些個黑洞相撞，星體相撞時產生的能量巨大，所以引力波能傳得很遠，但是對地球的幾乎沒有任何影響，就好像你在一個湖泊的一端投下了一塊石頭，在水中蕩起了漣漪，而湖泊的另一端有一艘船，也許漣漪能來到船的旁邊，但是不會對船造成任何影響。

13億年前，兩個巨大的黑洞以每秒250圈的速度相互環繞，在劇烈的宇宙波動爆炸中相撞，向整個宇宙發出能量波。緊接著，一個新的超大質量黑洞形成了，比我們的太陽大60多倍。

2015年9月，來自這個古老宇宙事件的引力波最終襲擊了地球。幸運的是，引力波在如此遠的距離上減弱了。但是如果沒有那麼幸運呢？如果幾個黑洞相撞發生在太陽系中，我們還能生存嗎？如果地球被巨大的引力波撞擊，會發生什麼？是什麼引起了這些波動？怎樣才能發現它們？

1916年，愛因斯坦用他開創性的廣義相對論推出了波，著名的公式是E=mc²。他證明了能量和質量是可以互換的，空間，或“時空”，是相對於任何物質和輻射的能量和動量的曲線。愛因斯坦很有遠見地推斷，黑洞或大質量恆星物體的碰撞會造成重力扭曲，並向四面八方擠壓。

多虧了原子測量的驚人發展，美國華盛頓州和路易斯安那州鐳射干涉儀引力波觀測站(簡稱LIGO)的科學家們能夠在2015年探測並測量地球上的第一個引力波。這是科學史上的一個歷史性時刻，因為這是愛因斯坦相對論的第一個明確證明。使用鐳射干涉測量法，天文臺可以探測到小於質子直徑萬分之一的變化。這比人類頭髮的寬度小一百萬倍。從那以後，LIGO測量了50次引力波探測。

那麼到底是什麼導致了這些波動，它們會是災難性的嗎？

幸運的是，地球距離任何黑洞都超過4億光年，我們大體上是安全的，但是如果這些黑洞碰巧在我們的太陽系中，其影響就可怕了。當引力波穿過行星時，一邊被壓縮，另一邊膨脹，有點像擠壓應力球。結果，時間和空間本身被拉長，導致輕微的抖動。

但是如果我們離這一暴力事件更近，引力波更大，這種衝擊可能會將我們的星球撕裂，引發強大的大陸分裂地震、火山爆發和史詩般的風暴。地球將不再是一個適合居住的地方，除了像細菌，在熱液噴口茁壯成長的極端微生物。

想象我們的太陽是一顆不完美的、非球形的中子星，當它旋轉時，向外發出重力漣漪。地球看起來更像木星的衛星之一木衛一，它受到木星巨大的重力壓力，因此是太陽系中火山最活躍的衛星之一。

我們的景觀將被熔岩和火山塵埃覆蓋，大氣層由硫化氫等有毒氣體組成。這將導致大規模的全球變暖和強烈的風暴，持續不斷的海嘯，龍捲風，氣候混亂。

幸運地，我們離任何發射引力波的巨大物體都很遠，而且可以測量它們，並瞭解我們宇宙的複雜性。即使地球被引力波擊中，它們通常都很小，感覺不到任何衝擊。

引力波是當空間中的一個點或一個小區域質量發生鉅變時（如雙中子星或雙黑洞合併或恆星級γ射線暴）對空間的擾動，引力波傳遞的介質就是真空中的中微子。

引力波不象光波，雖然引力波的傳播速度就是光速，但不象光子在真空中傳遞的是一份+h能量，引力波傳遞的只是空間擾動的勢能。

引力波對地球除了影響歐洲LIGO引力探測儀外，其他就沒有任何影響了。

宇宙不是靜態、穩定的。在大量的簡單原子中，氣體雲坍縮形成恆星和行星，然後經歷各自的生命週期。最大質量的恆星將在超新星等災難性事件中死亡，併產生諸如中子星和黑洞之類的恆星殘留物。這些中子星和黑洞會合並，並以引力波的形式釋放出大量能量。以這種方式產生的光和粒子能夠在地球上造成損害，但是引力波本身又如何呢？

有人提出這樣一個問題，他問：

LIGO在地球上探測到的引力波傳播很遠，並且到達時每單位空間的引力波都非常微弱。如果它們起源於離地球更近的地方，那麼從我們的角度來看它們將更加充滿活力。區域性產生的高能引力波會對附近物體產生什麼影響。我正在考慮將約30個太陽質量黑洞合併。引力波會明顯嗎？它們會造成損害嗎？

這是一個很好的問題，甚至連一些歷史上最偉大的思想家都陷入了沉思。



相對論是我們目前的引力理論，最早是由愛因斯坦（Albert Einstein）於1915年提出。第二年，即1916年，愛因斯坦本人得出了他出乎意料的性質：它允許傳播純粹是引力的新型輻射。這種輻射，今天稱為引力波，具有一些易於提取的特性：它們沒有質量並且以固定速度傳播，該速度應該等於光速。

但是，這些波是真實的攜帶能量的現象，還是純物理的，沒有任何物理意義的人工產物，在當時就沒有定論了。1936年，愛因斯坦和另外一位物理學家撰寫了一篇論文，題為“引力波是否存在？” 提交給了《物理評論》（Physical Review）雜誌的論文，他們認為引力波不存在。



他們爭辯說，這些引力波是數學的，並且在物理上不存在，就像我們推斷在尺子末端的“ 0”在物理上不存在一樣。幸運的是，該論文是在匿名裁判員的推薦下被拒絕，該匿名裁判員是物理學家霍華德·羅伯遜（Howard Robertson），他就是Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（弗裡德曼-勒梅特-羅伯森-沃爾克度規）中的“ R” 。

同樣位於普林斯頓的羅伯遜（Robertson）暗中向愛因斯坦指出了處理他所犯錯誤的改正方法，這使結論產生了改變。於是，重新提交的版本中出現的引力波在1937年被接受，並在另一本期刊中以不同的名稱出現，它預測了物理上的真實波。就像電磁有光一樣，光是無質量的形式的輻射，它承載著真實的能量，而萬有引力則具有完全類似的現象：萬有引力波。



如果這些波存在，在物理上是真實的並且還攜帶能量，那麼重要的問題就只有它們是否可以將這種能量轉移到物質中，如果可以，是透過什麼過程進行轉移的？

1957年，第一屆美國廣義相對論會議（現在稱為GR1）在北卡羅來納州教堂山舉行。出席會議的還有物理學界的泰斗級人物，包括布萊斯·德威特，約翰·阿奇博爾德·惠勒，約瑟夫·韋伯，赫爾曼·邦迪，塞西爾·德威特·莫雷特和理查德·費曼。

正是費曼提出了我們現在稱之為粘性珠子論點的推理路線。如果您想象有一根細棒，上面有兩個小珠，一個固定，但一個可以滑動，那麼如果重力波垂直於棒的方向穿過它，那麼小珠之間的距離就會改變。



只要珠和杆是無摩擦的，就不會產生熱量，並且由杆和珠組成的系統的最終狀態與引力波透過之前沒有什麼不同。但是，如果杆和小珠之間可以自由滑動，則該運動會產生摩擦，從而產生熱量，這是一種能量形式。費曼的論點不僅證明了引力波確實攜帶能量，而且還展示瞭如何從波中提取能量並將其放入真實的物理系統中。

當引力波穿過地球時，它對地球產生的影響將和對珠-杆系統產生的影響相同。當波穿過地球時，它會導致垂直於波傳播方向交替地並且以振盪的方式彼此成90度角拉伸和壓縮。



地球上任何受其佔據的空間運動強烈影響的東西，都將從波本身吸收相應量的能量，並將該能量轉換為真實的，物理的能量，然後將其呈現在我們的世界上。

LIGO所觀測到的的第一個重力波——於2015年9月14日觀測到，就是是在4年前的最近（2016年2月11日）宣佈的，它由兩個分別為36和29個太陽質量的黑洞組成。合併產生62個太陽質量的黑洞。如果做數學運算，您會注意到36 + 29不等於62。為了平衡該方程式，需要轉換剩餘的三個太陽質量，相當於小黑洞質量的10％左右。透過愛因斯坦的E = mc 2轉化為純能量。能量以引力波的形式在太空中傳播。



經過約13億光年的旅程後，來自合併的黑洞的訊號到達了地球，並通過了我們的星球。能量的極小部分被沉積到位於華盛頓州漢福德和洛杉磯利文斯頓的雙LIGO探測器中，從而導致容納鏡子和鐳射腔的槓桿臂的長度交替增加和減少。由人類製造的裝置提取的那小部分能量足以檢測我們的第一個引力波。

當兩個質量可比的黑洞合併時，會釋放出巨大的能量。在短短200毫秒的時間內將三個太陽質量的物質轉化為純能量，這比宇宙中所有恆星在相同的時間內爆炸所散發出的能量還要多。綜上所述，第一個引力波包含約5.3×10的47次方J的能量，在最後毫秒內的峰值功率為3.6×10的49次方W。



但是，合併的黑洞距離我們有十億光年之遠，所以我們只看到了該能量的很小一部分。即使我們考慮整個地球從引力波接收的所有能量，也只能得出360億焦耳，差不多與以下做法釋放的能量相同：

燃燒六桶（約1000升）原油，

陽光照在曼哈頓島上持續0.7秒，

10,000 kWh的電力，即一個普通家庭的年平均用電量。

我們知道從空間中的源發出的能量總是像球體的表面一樣散佈開，這意味著如果您將自己與這些合併的黑洞之間的距離減半的話，所接收到的能量將增加四倍。



如果這些黑洞不是13億光年，而是僅相隔1光年合併，那麼這些撞擊地球的引力波的強度將相當於大約700萬兆（7 ×10的28次方）焦耳的能量：與太陽活動三分鐘的時間產生的總能量相同。

但是引力波和電磁輻射（例如太陽光）有一種重要的區別。光很容易被正常物質吸收，並根據其量子（光子）與我們所製造的量子（質子，中子和電子）之間的相互作用將能量傳遞給光。但是引力波大多直接穿過正常物質。

它們本應該會使正常物質在相互垂直的方向上交替伸縮，但波卻在很大程度上不受影響地穿過地球，而只有少量的能量被沉積，這有一個微妙的原因：



發射引力波時，其能量與距離的平方成正比分佈。但是，引力波的振幅僅隨距離線性下降。當我們第一次觀測到的黑洞與黑洞合併時，我們曾經看到過引力波透過地球，透過計算，那是我們的星球應該是收縮並膨脹了大約十二個質子全部排列在一起的寬度。

但如果這些相同的黑洞在1光年的距離處合併，地球將被拉伸和壓縮約20微米。如果它們合併的距離是地球與太陽的相同距離，則整個星球將被拉伸和壓縮大約1米。相比之下，這與月球產生的潮汐力，使地球每天發生的拉伸和壓縮量幾乎相同。不過最大的不同是它（引力波所導致的變形）的發生速度要快得多：在毫秒級的時間範圍內進行拉伸和壓縮，而不是約12小時。



在某種程度上，足夠大的振幅引力波可以有意義地向地球傳遞能量。如果引力波足夠強，那麼散佈在複雜晶格中的晶體將加熱整個地球內部，並可能破裂或破碎。地震將在我們的星球上層層疊疊的盪開，從而對我們的地球表面造成世界範圍的破壞。間歇泉將發生壯觀而不規則的爆發，並且有可能引發火山爆發。甚至海洋也會產生全球海嘯，對沿海地區造成嚴重的影響。

但即使離我們最近的恆星也很遙遠，所以他們產生的引力波幾乎完全沒有影響的穿過我們。儘管這些時空的漣漪比任何其他災難性事件攜帶的能量更多，但相互作用是很微弱的，以至於幾乎對我們沒有影響。而最主要的是，我們已經學會了如何成功檢測到它們。

在遙遠的天體爆炸，但是對於地球而言所謂的引力統計幾乎沒有變化，地球面臨遙遠的引力波動幾乎為零。

爆炸雖然是劇烈的，但是質量對應改點來說，遙遠的地方其引力變化沒有變化。於是引力是超越事件本身變化的無限統計的結果。有人能發明測量引力波動儀器，深感故事美妙。。而事實可能超越人們對的想象。

引力恆定，引力穩定，引力具有周期性擾動，引力具有“波”的的效用，

宇宙外各恆系場間；

太陽內各星引力波；

來溫度電位磁方差；

經緯表面特突天氣。

四季星空銀河鉅變；

冷熱電改日新月異；

太陽蓋地渾天宣夜；

地質氣侯時人文化。

地球受太陽的引力波牽制，即太陽萬有引力與地球對太陽的離心力平衡於1，5億公里處，地球繞著太陽公轉。一切波都不是連續的，即引力也叫引力子或引力波。

物理學中。

引力波是時空彎曲中的漣漪。

就如同石塊扔向大海。

水痕盪漾。

或叫超級物體的合體……

那種“不盡相同”能量。

或物質。

碰撞，湮滅，或震盪。

一種相互廝殺的力量。

對所在空間的干擾。

一種外洩能量輻射。

大家應該聽過。

免慘遭池魚這句話吧。

地球大大的狡猾[捂臉]。

細思極恐。

它貌似找到了一個極度安全之地。

歷史也證明。

地球很安全。

……

引力波到達地球。

距離遠的完美。

效應為零

實在的“影響”沒有爆發。

引力波是以波動形式和有限速度傳播的引力場。引力波的主耍性質是橫波攜帶能量，在真空中以光速傳播。

目前探測的引力波，是距離遙遠的地方發出，因此它的強度很弱，又因為物質對引力波的吸收效率扱低，因此地球人一般很難觀測到。

如果在離地球較近的地方出現雙星體系公轉，中孑星自轉，超新星爆發和黑洞碰撞等，將會輻射出強大的引力波，大量能量發生劇烈移動，將導致地球上各處相對距離的變動，嚴重危及人類的生命安全。

2020-5-10

引力波是具有靜止質量的物質在相互作用下而對空間所產生的干擾，理論上，所有的物質在相互力的作用下產生運動的同時都會導致引力波的產生，但是，絕大部分的引力波太過於微弱，以至於我們無法觀測到。

空間的性質是與我們所熟悉的物質性質不同的，物質之間引力比較容易測量出來，而物質引力對空間產生的影響則要小的多，因此，只有在極大質量的作用下才可以被我們觀測到。

比如我們可以觀測到經過太陽附近的星光會因太陽的引力場而造成了彎曲的現象，就是引力場對空間干擾的一個觀測例項。但是，距離稍遠一些的位置，空間的彎曲程度就難以被觀測到了。因此，事實上地球等各個天體在圍繞太陽的運轉中，也會產生不同程度的引力波，但是這些都無法被現在的觀測水平觀測到而已。

目前，我們只能觀測到中子星或黑洞等極強的引力場在發生擾動時所產生的引力波，一般是在中子星等天體合併時所引發的。但是，這些引力波的強度在到達地球后也已經變得非常微弱了，只有透過特殊的精密裝置才可以被觀測到。

因此，不必擔心對地球造成影響，因為根本沒有影響。這就像你在西湖的岸邊仍下一個石子，然後問這個石子產生的漣漪會對對岸產生什麼影響一樣。