时空曲率(地球曲率1公里降多少米)

       首先要说明的是，引力的速度还没有直接在实验室被测量出来，引力相互作用太弱，这种实验已经超出了现有的技术水平。因此，“引力速度”必须从天文观测中推导，而且推导的答案取决于人们用于观测的引力模型。

       在简单牛顿模型中，引力瞬间传播：一个大质量物体施加的力直接指向另一个物体的当前位置。例如，尽管太阳距离地球500光秒，但牛顿引力描述的是地球上的一个力“现在”指向太阳的位置，而不是500光秒前的位置。将“光传播延迟”（技术上称为“延迟”）加入牛顿引力中会使轨道不稳定，导致预测与太阳系观测明显相矛盾。

       另一方面，在广义相对论中，引力以光速传播。也就是说，一个大质量物体的运动在时空曲率中造成了扭曲，而时空曲率则以光速向外移动。这似乎与上述太阳系观测结果相矛盾，但请记住，广义相对论在概念上与牛顿引力非常不同，因此直接比较并不那么简单。严格地说，引力在广义相对论中不是一种“力”，用速度和方向来描述引力是很难的。

       然而，对于弱场，我们可以用一种牛顿的语言来描述这个理论。在这种情况下，我们发现广义相对论中的“力”不是在中心，它不是直接指向引力场的源，而是取决于速度和位置。其结果是传播延迟的影响几乎完全消除，广义相对论几乎重现了牛顿的结果。

       如果有人注意到类似的效应也发生在电磁学中，这种抵消似乎就不那么奇怪了。如果一个带电粒子以恒定的速度运动，它会施加一个力指向它现在的位置，而不是它的延迟位置，即使电磁相互作用肯定以光速运动。这里，就像广义相对论中一样，交互作用本质上的微妙之处“密谋”来掩盖传播延迟的影响。而且，仅对于恒定速度，这种抵消几乎是精确的。如果带电粒子或引力物质突然加速，电场或引力场的变化以光速向外传播。

       由于这一点可能会令人困惑，因此值得以稍微技术化的方式进一步探索。考虑两个物体，它们被称为A和B，它们被电或引力保持在轨道上。只要作用在A上的力直接指向B，反之亦然，就有可能形成稳定的轨道。另一方面，如果A上的力指向B的延迟（传播时间延迟）位置，则效果是在A的运动方向上添加一个新的力分量，从而导致轨道不稳定。这种不稳定性反过来又导致了A-B系统的机械角动量的变化。但是总的角动量是守恒的，所以只有当A-B系统的一些角动量被电磁或引力辐射带走时，这种变化才会发生。

       在电动力学中，匀速运动的电荷不会辐射。从技术上讲，最低阶辐射是偶极辐射，辐射功率取决于电偶极矩的二次导数；二次导数给出加速度。所以，在A的运动可以近似为匀速运动的范围内，A不能失去角动量。因此，为了理论的一致性，必须有补偿项来部分地抵消由减速引起的轨道不稳定性。这正是发生的情况；计算表明，A上的力不是指向B的延迟位置，而是指向B的“线性外推”延迟位置。

       粗略地说，在广义相对论中，以恒定加速度运动的质量不会辐射。这里，最低阶辐射是四极辐射，辐射功率取决于质量四极矩的三次导数。(整个画面稍微复杂一点，因为不能有一个孤立的加速质量；无论是什么引起加速，也有一个引力场，必须考虑到它的场。) 为了保持一致性，就像在电磁学中一样，必须消除延迟效应，但现在必须更加完整，也就是说，必须保持更高的V/C功率。这正是我们在解广义相对论中的运动方程时所发现的。

       虽然目前的观测还不能支持直接测出与模型无关的引力速度，但是可以通过观测二元脉冲星PSR 1913+16在广义相对论框架内进行测试。这个二元系统的轨道正在逐渐衰减，这种现象归因于由于逃离引力辐射而导致的能量损失。但在任何场理论中，辐射都与场传播的有限速度密切相关，引力辐射引起的轨道变化可以等效地看作是由有限传播速度引起的阻尼。在上面的讨论中，这个阻尼代表了“减速”和“非中心、速度相关”效应完全取消的失败。

       这种阻尼的速率可以计算出来，并且人们发现它对引力速度的变化很敏感。测量引力阻尼这一事实有力地表明，引力的传播速度并非无穷大。如果广义相对论的计算框架得到接受，那么阻尼就可以用来计算速度，而目前的测量证实，引力的速度等于光速的1%。

       有直接测量引力速度的前景吗？一种是可能涉及到超新星引力波的探测。在中微子爆发的同一时间内探测到引力辐射，随后又对超新星进行了视觉识别，这将被认为是引力速度等于光速的有力实验证据。但是，除非附近很快出现一个超新星，否则引力波探测器将需要一段时间才能足够灵敏地进行这种测试。

       参考资料

       1.WJ百科全书

       2.天文学名词

       3.math-二极管

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