引力波與電磁波都滿足線性波動方程，這是一個共同點。

當然了，電磁波是天生就是線性的，而引力波則是做了線性近似以後才變成線性，所以它們在本質上還是有所不同的。

另外，引力波與電磁波都以光速運動，這是它們之間的另外一個公共點。當然這也很好理解，這主要還是因為引力子與光子的靜止質量都等於零，因此它們不得不以光速傳播。（不過，至今引力子還沒有被探測到）

還有一個共同點也是不得不說的， 那就是引力波與電磁波一樣都攜帶能量。這個表面上看起來好像是廢話，但是，要證明電磁波攜帶能量很容易，要證明引力波攜帶能量卻是非常困難的，連愛因斯坦都不會證。為什麼？因為引力場的能量本身就是一個很難的理論問題，主要的困難當然是來自於所謂的等效原理——一個自由下落的觀察者是探測不到引力場的能量的。

最後一個共同點，則是引力波方程與電磁波方程一樣，都有共形不變性。所謂共形變換，其實就是一種保角變換。關於這部分其實在比較高階的理論物理中都會討論。可惜我已經離開理論物理這個領域很多年，很多知識點已經忘記了，具體對這點也說不出更多的內容。但我相信這也是一個共同點。

以上4個共同點肯定刻畫了電磁波與引力波的性質，當然還可以繼續尋找新的共同點，我這裡就不多說了。

除了都是以光速傳播外基本沒共同點，電磁波是麥氏方程的線性解，引力波是場方程的一階近似解，嚴格解因愛氏場方程非線性太複雜沒人能解的了，那天解開了估計也非線性的，最大不同是:電磁波是在時空中傳播，引力波本身就是時空在傳播。

引力波和電磁波是有本質區別的，在天體物理學中，引力波是指時空彎曲中的漣漪，只有大質量天體涉及的事件才會引發引力波，引力波是透過波的形式從輻射源向外傳播，而且能量巨大，能夠傳播十多億光年。但是到數十億光年之外，引力波就非常微弱了，這就像水波那樣，距離輻射源越遠，那麼波的能量就越低。

引力波以引力輻射的形式在宇宙中傳播，是時空結構本身的變化，與電磁波的傳播方式是不一樣的。1916年愛因斯坦發現並預言了引力波的存在，但是直到前些年我們才發現引力波。電磁波就不一樣了，是由同相且互相垂直的電場與磁場在空間中衍生髮射，形成的震盪粒子波，以波動的形式傳播，其本質是電磁場，具有波粒二象性。從這個角度看，電磁波和引力波是截然不同的，因此探測的方式也不同，這就決定了引力波的發現是很晚的，電磁波的發現較早。引力波和電磁波共同點在於都可等價光速傳播，都在宇宙中傳播，都可以出現能量衰減，隨著傳播距離的增加，能量衰減的現象是可預見的。

另一個相同點在於引力波和電磁波可同時從某個天體事件中產生，比如最近幾年，在天文界引發過轟動的引力波事件，是因為兩個黑洞合併所發出的引力波，而當中子星合併時，它們也應該同時產生引力波和電磁訊號，也會被探測到，GW170817就是這樣的一個例子，中子星合併中電磁波和引力波也是幾乎同時發射。

引力波是由轉動的引力場粒子團組成，電磁波是由轉動的電場粒子團組成的。引力波是由於物體的轉動產生的，沒有物體的轉動就沒有引力波。電磁波是由轉動的電場產生的。他們都是橫波，不是縱波。他們的傳播速度都是 C.都能產生干涉和衍射。他們的能量跟他們的頻率成正比。組成電磁波的電場粒子團被打散後看產生電場，電壓如光伏電池。組成引力波的轉動的引力場粒子團被打散後可以產生萬有斥力。引力波為什麼會讓物體產生振動，因為引力波波峰處的引力粒子團撞到物體上被打散，形成斥力，在波谷時由於沒有引力場粒子，當波谷撞到物體會使物體外圍產生一個無引力場粒子的真空從而產生引力。這樣就產生了振動。

另外關於引力波是相對論提出的，相對論認為引力波是時空的漣漪。但引力波不是隻有大質量天體才具有的，小物體也一樣具有引力波，只是非常微弱而已。當大質量天體距離我們非常遙遠的時候，這種時空的漣漪傳遞到我們這裡的時候也非常微弱了。

以第二次引力波被探測到為例：第二次探測到的引力波訊號編號為GW151226，它是在2015年12月26日國際標準時03：38：53探測到的，訊號顯示，兩個質量分別為大約14倍和8倍太陽質量的黑洞在合併之後形成了一個質量約為21倍太陽質量的黑洞，顯示有大約1倍太陽質量的物質被以引力波的形式釋放出去，距離我們大約14億光年。

首先我們來計算一下，這兩個黑洞對我們會有什麼樣的影響。太陽質量是1.9891*10³⁰千克，為了方便，我們計算中取2*10³⁰千克。這樣兩個黑洞的總質量就是22倍太陽質量，也就是44*10³⁰千克，以下內容以(44*10^30表示44乘以10的30次方，其它類推）。一光年是94605億千米，這樣14光年就是1324470億公里，14億光年就是1324470億億公里。

這樣兩個黑洞對我們地球上一千克的物體A的引力有多大呢？根據萬有引力公式F=G*(M*m)/(r*r)，就可以知道F=G * (44 * 10^30) / ((1324470 * 10^16 * 10^3) ^ 2) = 25.08236 * 10 ^ (-20) * G，G是萬有引力常數。

這個引力的大小是什麼概念呢？這就相當於物體A距離1000公里處一個0.25毫克的物體對A的引力，為什麼會是這麼小？我們還是透過萬有引力公式來計算一下吧，0.25毫克換算成千克就等於0.25 * 10 ^(-6)千克。

F= G * (0.25 * 10 ^(-6) * 1) / ((1000 * 10^3) ^2) = 25 * 10 ^(-20) * G。

這兩個22倍太陽質量的黑洞造成的引力影響僅相當於距離我們1000公里外0.25毫克物體的引力，也就是說如果想要再次探測引力波，只需要在地球上做實驗就行了，不知道為什麼非要探測遠在幾億甚至幾十億光年以外的黑洞合併的引力波，當然也只有一個理由，那就是為了證明引力波的速度與光速是一致的（或者說相差不多的），這樣在地球上就沒有辦法做實驗了，如果僅僅是為了證明引力波的存在，僅在地球上就可以做這個實驗。

引力波是最新發現的一種宇宙間表現出來的一種特殊現象，就是在兩個小黑洞之間發生的兩個波動，最後是兩個璇轉成一個引力波，就像是兩個不同的物體作的反向璇轉一樣，最終結果是兩個頭變成一個頭，這時候要是拉進去什麼東西，都將被這種引力波驚動粉身碎骨。比起電磁波，引力波似乎要強烈得多，電磁波是根據電磁場的規律，作一定規律的運動，而引力波卻是很難得一見的，中國的天眼能夠看到引力波運動，說明當年愛因斯坦的判斷是完全正確的，引力波的運動方向似乎與人們的認識相反，正是兩個頭的運動方向的不一樣，最終才會璇轉到一起，並在運動中逐漸消失。這就是宇宙在運動過程中的一個特殊現象，因為除了宇宙本身按照一定軌跡運動之外，它的內部都有物體在運動著，這就是引力波產生的原因。宇宙間還有許多問題，正在被人們認識，這種認識雖然只是證明它們的存在，但是，說明人類的智慧無窮無盡……

導讀：本文摘自獨立學者靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》。旨在幫助大家瞭解物理宇宙科普知識。引力波與電磁波會發生相互作用嗎？此文說的明白

先來回答第一個問題，引力波與電磁波會發生相互作用嗎？？ 要回答這個問題首先要明白什麼是引力波，什麼是電磁波。以及它們的特點。

引力是一種時空性質，對一切有質量的物體產生作用。

引力波是一種時空漣漪。

電磁波是由同相且互相垂直的電場與磁場在空間中衍生髮射的震盪粒子波，是以波動的形式傳播的電磁場，具有波粒二象性。電磁波是由同相振盪且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式移動，其傳播方向垂直於電磁場。電磁波在真空中速率固定，速度為光速。

電磁力是電荷、電流在電磁場中所受力的總稱。也有稱載流導體在磁場中受的力為電磁力，而稱靜止電荷在靜電場中受的力為靜電力。

上面是關於引力和電磁李的相關基本定義。從探測引力波的過程，我們可以得到引力波有兩個個非常重要的特點。

1、引力波應變效應，即當一個引力波透過一個觀測者的時候，因為應變(strain)效應，觀測者就會發現這個時候時空被扭曲。當引力波透過的時候，物體之間的距離就會發生有節奏的增加和減少，這個頻率對應於這個引力波的頻率。這種效應的強度與產生引力波源之間距離成反比。人類就是靠這種效應測到的引力波！

2、引力波能夠幾乎不受任何介質阻擋的穿過行進途中的天體。

以上兩個特點是電磁波所不具有的特點。比如說電磁波在行進過程中會被星際物質所影響。最常見的例子，就是太Sunny，紫外線可以被雲層反射，吸收等等。

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而且最最重要的一點是引力，引力場都是時空性質。引力波是時空漣漪。而電磁力，電磁波，電磁場不是時空性質，電磁力是時空中的一種基本力，一種電磁現象。

所以我說引力是宇宙中最根本的力！說引力不是基本力的觀點是錯誤的。比如韋爾蘭德引力假說，就認為引力不是基本力，是突發力。

綜合上面的觀點，顯然引力波不會與電磁波發生糾纏和作用。也不會和電磁場發生糾纏和作用。

左圖為：麥克斯韋。

可是有的同學這時候不服氣了，站起來問了一個問題：光是一種電磁波，可以被大質量物體偏轉。甚至在黑洞附近，光是無法逃逸的。這不就是引力使得電磁波偏轉嗎？不就是引力對電磁波有作用嗎？那麼引力波和電磁波不也會發生作用嗎？

首先是這樣的，引力波和引力是兩個概念。引力是一種時空性質。引力波是時空的漣漪，說白了就是時空劇烈震盪的表現，不是一種性質。

性質是與生俱來的，不管什麼條件，什麼環境下都存在。引力波出現和表現是需要條件的，對於它的探測更是難上加難。所以引力波和電磁波是不發上糾纏和作用的。

接著來回答引力和電磁波有糾纏和作用嗎？ 這個時候上面的問題就變的嚴肅起來了，任誰都不敢忽略這個問題。

理論上可以這樣說，任何溫度在絕對零度以上的物體都向外輻射電磁波。電磁波是由一些基本粒子組成的，有質量。以光來說，光是一種電磁波，光也是一種質量波。

那麼大質量天體使得光偏轉，是引力對質量波作用，還是對電磁波作用？

答案是這樣的：引力是一種時空性質，對凡是有質量的物體都起作用。那麼光有質量，引力自然就使得光偏轉了。也就是說引力不認識你是誰，什麼電磁波，水波，聲波等等，它不管你是什麼，只要你攜帶能量，攜帶物質就會對你產生引力作用。

可是這位同學還是不解：雖然它對質量產生作用，可是這些質量波就是電磁波啊。電磁波也明顯在引力的作用下偏轉了。

答案繼續：引力是對質量產生引力作用，不對物質的電磁性質產生作用。如果對電磁場，電磁波的性質產生糾纏和作用，那麼電磁波理論就需要修改。

但本質上來說，雖然引力不會電磁性質產生糾纏和作用，但對電磁波是有作用的。因為就像上面說的，電磁波也是一種能量，是一種物質，所以引力對物質作用是理所當然的。現代物理理論，沒有這樣解釋，我覺得應該有修正。

我不知道這樣解釋，大家明白了沒有。還有一點，估計有的朋友會迷糊。我說引力是時空的性質，時空又是一種能量時空。也就是凡是具有能量的物質就會有引力作用。

現在又說凡是具有能量的物質就會有輻射。然後引力也不與電磁波，電磁場發生作用。那麼會不會引力其實也是一種電磁波？

這個問題是對我前面的章節，一個朋友的疑問。確實是一個值得思考的問題。任何物體具有引力，任何物體又具有溫度，具有的溫度任何物體又會輻射電磁波。

但兩者不是一種東西，是有本質區別的。引力是引力，電磁是電磁。

【引力】是時空性質，是最根本的。【電磁現象】是物質性質。時空是由時間，物質，空間構成。而單純的物質，只能說受時間，空間的影響。還有現實中透過很多的實驗，我就能從經驗上就知道兩種力是不同的力。

比如根據與場源的關係，電磁波可以分為束縛電磁波與自由電磁波兩種。束縛電磁波主要集中在場源附近，以感應場的形式存在。它的能量不僅在電能與磁能兩種形式之間轉換，也在場源和周圍空間之間轉換，但沒有功率向遠處傳播。

自由電磁波的能量能夠脫離場源，以電磁波的形式向遠處傳播，其電磁場稱為輻射場。在場源附近，束縛電磁波的能量遠大於自由電磁波的能量，而在遠離場源的地方，後者的能量遠大於前者。

電磁輻射與場源的頻率有關，當產生電磁波的振盪源的頻率提高到使其波長可與天線（輻射器）的尺寸相比擬時，輻射能量就顯著增長。輻射的強弱還與波源的形狀及分佈有關。感應場的範圍與波長有關。

而引力沒有這些七七八八限制，引力場也不會分近場，遠場。你也不能拿一把鐵屑來展示引力場的樣子。更不會出現南極，北極之說。所以兩者不一樣的東西。

還有一點要給大家補充，只要帶有質量的物體就會發生引力作用。就意味著電磁波和電磁波是會發生引力作用。只是這種作用微乎其微。在量子力學領域一般忽略不計。

以上內容就是關於引力，引力波和電磁波的關係和理論內容。

摘自獨立學者靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》

引力波和電磁波的共同點是；它們都是長程力。引力是大質量物體在相互加速運動時，對周邊物體產生的擾動，並而改變周邊物質的丰度，導致周邊物體運動產生不規則的運動，同時產生質量相互作用力以波動的形式做非線性運動傳播。引力波的生成造就了質量與質量物體之間的能量轉換，並引起相互之間的劇烈震盪，其媒介粒子為引力子的假說。但是，其引力子實到今天尚未被引力觀測儀器所撲捉到。

電磁波是電磁場的一種運動形態。電與磁可說是一體兩面，變動的電會產生磁，變動的磁則會產生電。變化的電場和變化的磁場構成了一個不可分離的統一的場，這就是電磁場，而變化的電磁場在空間的傳播形成了電磁波，電磁的變動就如同微風輕拂水面產生水波一般，因此被稱為電磁波，也常稱為電波。電磁波為橫波。電磁波的磁場、電場及其行進方向三者互相垂直。振幅沿傳播方向的垂直方向作週期性交變，其強度與距離的平方成反比，波本身帶動能量，任何位置之能量功率與振幅的平方成正比。其速度等於光速c（每秒3×10的8次方米）。在空間傳播的電磁波，距離最近的電場（磁場）強度方向相同，其量值最大兩點之間的距離，就是電磁波的波長λ，電磁每秒鐘變動的次數便是頻率f。三者之間的關係可透過公式c=λf。透過不同介質時，會發生折射、反射、繞射、散射及吸收等等。電磁波的傳播有沿地面傳播的地面波，還有從空中傳播的空中波以及天波。波長越長其衰減也越少，電磁波的波長越長也越容易繞過障礙物繼續傳播。電磁波完全可以有麥克斯韋方程組所表達；麥克斯韋方程組有兩種表達方式。1. 積分形式的麥克斯韋方程組是描述電磁場在某一體積或某一面積內的數學模型。表示式為：

2. 微分形式的麥克斯韋方程組。微分形式的麥克斯韋方程是對場中每一點而言的。應用del運算元，可以把它們寫成除了上述四個方程外，還需要有媒質的本構關係式但是，電磁理論也遇到一個不小的挑戰，在狄拉克預言中，很可能有磁單極子存在，後來被美國科學家塞伯格和威騰1994年在其理論所證明存在的可能性。但是沒有被儀器撲捉到，若是被證實，那麼電磁理論 也要重新改寫。引力波的認識對現代科學家來說也很膚淺和對電磁波共同性也只有在理論上加以比較，而完全認識方面上來說，也只是冰山一角，尚需對此進行大量的試驗和觀察，最後經過理論和實驗資料的驗證，找到最終的吻合點。