重力波主差(main difference gravity waves) vs. 引力波(gravitational waves)

“引力波”和“引力波”是物理学中两个经常混淆的术语。重力波是在流体介质或两种流体介质之间的界面上产生的。另一方面，引力波是由宇宙中的宇宙现象产生的。这是引力波和引力波的主要区别。重力波很容易在地球上被探测到，而重力波直到2015年9月14日才被探测到。重力波的概念并不复杂，而重力波的概念很复杂。重力波的产生在流体力学中很容易解释，而重力波的产生却不容易理解。所以，正如你所看到的，这两个术语有完全不同的含义。本文试图让您更好地理解这些差异。

什么是重力波(gravity waves)？

当一个流体粒子或一组粒子在两种流体的界面（水体和空气之间）上移动或进入密度不同的流体区域时，重力试图通过在适当的位置替换和重新定位一些流体粒子来恢复失去的平衡。重力的这种尝试产生振荡，并围绕平衡状态振荡，称为重力波或浮力波。在水体和空气界面处产生的重力波称为表面重力波，而在水体（海洋、池塘和湖泊）内产生的重力波称为内部重力波。

Surface gravity waves

什么是引力波(gravitational waves)？

1916年，阿尔伯特·爱因斯坦首次提出了引力波的存在，然而直到2015年9月14日，科学家们才发现引力波的存在。关于引力波的存在，甚至在一些主流科学家中也存在许多争论。LIGO（激光干涉仪引力波天文台）的一个研究小组在2015年9月宣布，他们在时空坐标系的结构中探测到了引力波。据LIGO的研究人员说，他们探测到的引力波是两个黑洞合并形成一个巨大黑洞时产生的。

广义相对论预言，一个由两个相互环绕的黑洞组成的系统会以引力波的形式释放能量。所以，系统失去了能量，导致它们靠近。这个过程需要数十亿年的时间，在最后的几秒钟内，两个黑洞相互撞击，形成一个巨大的黑洞。由于这一巨大的宇宙撞击，系统的一部分质量转化为能量，并作为引力波在太空中传播。质量转化为能量的量由著名的爱因斯坦方程E=mc2给出。

重力波(gravity waves)和引力波(gravitational waves)的区别

基本性质：

重力波：重力波是机械波。

引力波：引力波不是机械波。

起源：

重力波：海面上的重力波，如海浪，经常由风在水面上产生。当石头落入池塘或湖泊时产生的波也是表面重力波。潮汐也是太阳或月亮吸引产生的表面波。此外，水下地震会产生称为海啸的表面重力波。

内部重力波是在流体中产生的。重力内波的一个例子是当风经过一座山时产生的山波。此外，每当浮力向上推动空气时，重力就会把它拉回来，以恢复平衡，由于这种反应，空气中就会产生内部重力波。同样的情况也发生在海洋和湖泊等水体中。重力内波的本质要求是流体密度的连续或不连续变化。一般来说，在水体中，温度和盐度随深度而变化，因此，流体中的密度因层而异。由于几个原因，大气的密度也不同。

引力波：根据相对论，任何非球对称或圆柱对称的加速或减速物体都会产生引力波。此外，形状不规则的旋转星和黑洞、中子星或黑洞-中子星组成的双星系统也会产生引力波。一些天体物理学家认为，引力波是由超新星爆炸或伽马射线爆发（GBR）等宇宙爆炸产生的。

科学解释与理论：

重力波：流体动力学可以用来解释重力波。

引力波：广义相对论预言了引力波的存在和形成。

速度：

重力波：速度变化。最大速度可能在100ms-1左右。

引力波：以光速传播。

与波有关的能量：

重力波：重力波通过物质传递能量。

引力波：引力波通过空的空间或物质带走能量。

检测：

重力波：某些类型的重力波，如海洋潮汐，可以用肉眼看到。但是有些重力波是肉眼看不见的。但是，可以利用卫星数据或其他仪器对其进行探测和测绘。

引力波：2015年9月14日，物理学家借助LIGO记录的信号首次探测到引力波。

检测的重要性：

重力波：重力波的探测在天气预报和灾害管理中非常重要。

引力波：物理学家认为引力波可以穿透任何宇宙屏障。所以，引力波携带着非常重要的宇宙学信息，它们将揭示宇宙的秘密。

传播介质：

重力波：由于重力波是机械波，因此需要一种传播介质。它们在流体中产生并在流体中传播。

引力波：引力波不需要介质来传播，因为它们不是机械波。

物理屏障衰减：

重力波：重力波被物理屏障显著衰减。

Gravitational waves: The attenuation of gravitational waves when they pass through physical barriers is negligible.

Image Courtesy:

“Wind wave” by Brocken Inaglory – Own work, (GFDL) via Comm*** Wikimedia 

《宇宙的历史》作者：Yinweichen——通过Comm*** Wikimedia自己的作品（CC by-SA 3.0）