對(duì)于這個(gè)問題的回答,需要我們明確何為引力波。之所以會(huì)如此發(fā)問,是望文生義的結(jié)果。將認(rèn)識(shí)的對(duì)象僅局限于物質(zhì)本身,卻忽視了物質(zhì)存在的背景。這就好比,將船的搖晃歸結(jié)為船的內(nèi)在屬性,而沒有注意到河水的波動(dòng)。
在經(jīng)典力學(xué)時(shí)期,人類的認(rèn)識(shí)主要局限于與自身尺度相近的宏觀范圍。在此范圍內(nèi),空間的影響是可以忽略不計(jì)的。類似于在公園散步,我們并沒有感覺到空氣的阻力。而且,人類的認(rèn)識(shí),由原來神的世界轉(zhuǎn)變?yōu)榱Φ氖澜纭K裕鶕?jù)當(dāng)時(shí)的機(jī)械世界觀,認(rèn)為每個(gè)物體都是相對(duì)獨(dú)立和自由的。它們之間的聯(lián)系,僅限于力的作用。
于是,牛頓根據(jù)前人觀測(cè)行星的運(yùn)動(dòng)資料,總結(jié)和歸納出了萬有引力定律。他認(rèn)為,兩個(gè)物質(zhì)之間的作用力是超距的,與空間無關(guān),只是兩個(gè)物體之間的事情。
后來,愛因斯坦建立了廣義相對(duì)論,使物質(zhì)與空間相聯(lián)系。然而,由于該理論僅只是初級(jí)的唯象型理論,只建立了現(xiàn)象之間的外在聯(lián)系,卻并沒有提出內(nèi)在的物理機(jī)制。于是,將萬有引力簡(jiǎn)單地歸結(jié)為空間的幾何彎曲,使物理問題數(shù)學(xué)化。
再后來,根據(jù)量子力學(xué),科學(xué)家們認(rèn)為,相互作用的實(shí)質(zhì)是交換粒子。于是,電力、弱相互作用力和強(qiáng)相互作用力,它們分別交換的是光子、玻色子和膠子。以此類推,認(rèn)為萬有引力交換的是引力子。這就好比是兩個(gè)人拔河,爭(zhēng)奪繩子(粒子),從而將兩個(gè)人緊密地聯(lián)系在了一起。
綜上所述,由于沒有提出具體的空間構(gòu)成,人們不知道產(chǎn)生萬有引力的物理機(jī)制是什么。因而,使萬有引力顯得非常神秘。而且,把目光只聚焦在了受力的兩個(gè)物質(zhì)身上。于是,人們會(huì)很自然地認(rèn)為,物質(zhì)會(huì)發(fā)出某種神秘的波,從而使它們彼此相互吸引。由此,稱之為引力波。
有一個(gè)常識(shí),想必大家都知道。兩艘同向并排航行的輪船是不能太靠近的。否則的話,會(huì)有相撞的危險(xiǎn)。如果我們無視大海,就會(huì)認(rèn)為這兩艘船具有相互的吸引力,在船上一定裝有某種神秘的物質(zhì)。然而,考慮到海水的存在,更為自然的解釋是,由于兩艘船之間的海水也隨船流動(dòng),從而使外側(cè)的水壓大于內(nèi)側(cè)的水壓,兩者之差就表現(xiàn)為船的相互吸引力。
由于微波背景輻射溫度的存在,由于所有的微觀粒子都具有波動(dòng)性,由于普朗克常數(shù)h的普遍存在且導(dǎo)致了能量的不連續(xù)性,說明在我們的宇宙中,存在著由不可再分的最小粒子構(gòu)成的物理背景,即存在著量子空間。于是,各種相互作用力的本質(zhì),是該空間的對(duì)稱性破缺,確切地說是空間量子的不對(duì)稱碰撞。如果我們把量子空間比作大海的話,那么各種物質(zhì)僅只是由于海水的涌動(dòng)所泛起的泡沫。
所以,黑洞或其他天體之間的相互碰撞,勢(shì)必會(huì)引起量子空間的擾動(dòng)。該空間由此獲得的能量,會(huì)逐漸地向外擴(kuò)散,這就是產(chǎn)生引力波的物理機(jī)制。類似于兩艘輪船相撞,產(chǎn)生的水波。它們的區(qū)別,僅只是構(gòu)成空間的粒子不同,分別是作為最小粒子的量子和水分子。
總之,如果我們把視野放寬,引入物理背景,則引力波僅只是作為物理背景的空間受到天體的震動(dòng)所產(chǎn)生的漣漪。這也是為什么,引力波是以光速傳播的原因。它們的本質(zhì),都是受到激發(fā)的量子。只是,被激發(fā)的形式和能量有所不同。