引力的传播速度是光速吗？
这是一个非常深刻且重要的结论，它颠覆了牛顿的引力理论，并对我们理解宇宙产生了革命性的影响。下面我们来详细讲述：
1. 牛顿的引力理论：即时作用
在爱因斯坦之前，我们对引力的认识主要来自于牛顿的万有引力定律。牛顿认为：
引力是瞬间传递的： 也就是说，如果太阳突然消失，地球会立刻感受到引力的变化，并沿着切线方向飞出去。这种作用在空间上的传递是瞬时的，不需要时间。
引力是一种作用力： 牛顿将引力描述为物体之间的一种看不见的“拉力”，这种力直接作用于物体上，影响它们的运动。
牛顿的理论在解释行星运动、潮汐等现象时取得了巨大的成功，但它并没有解释引力是如何“知道”另一个物体在哪里以及质量是多少的，也没有提及引力传播的速度。
2. 爱因斯坦的广义相对论：时空弯曲与引力的几何解释
爱因斯坦的广义相对论对引力进行了全新的诠释，其核心思想是：
引力不是一种力，而是时空弯曲的表现： 大质量物体（如恒星、行星）会弯曲其周围的时空。这种弯曲的时空就像一个凹陷的表面，而其他物体则会沿着这个弯曲的时空“滚落”，我们观察到的这种运动就表现为受到引力的作用。
引力随光速传播： 广义相对论明确指出，时空的弯曲变化（即引力的变化）并非瞬间传递，而是以有限的速度传播。而这个速度，恰恰就是真空中的光速 $c$。
3. 为什么引力的传播速度是光速？
这是广义相对论最核心和最惊人的预言之一，原因如下：
光速是宇宙中最快的速度： 在狭义相对论中，爱因斯坦建立了一个基本原理，即真空中的光速 $c$ 是宇宙中任何信息、能量或物质传播的上限速度。任何物体、信息或能量都无法超越光速。
引力是一种时空扰动： 在广义相对论中，引力被理解为时空本身的涟漪或扰动。当一个大质量物体运动或改变其质量分布时（例如，一个恒星爆炸、两个黑洞合并），它会在时空中产生扰动，这些扰动就像水面上的波纹一样传播开来。
信息传递的本质： 广义相对论认为，引力的变化本质上就是信息的传递。如果引力传播的速度比光速快，那么就意味着信息可以比光更快地传递，这将打破因果律（例如，我们可以提前知道未来发生的事情，这会引发悖论）。为了维护因果律和相对论的一致性，引力的传播速度必须被限制在光速。
4. 证据与验证
爱因斯坦的预言并非空穴来风，它得到了多个方面证据的支持：
引力波的探测： 这是最直接和最有力的证据。2015年，LIGO（激光干涉引力波天文台）首次直接探测到了由两个黑洞合并产生的引力波。在探测到引力波的同时，也探测到了伴随的电磁信号（例如来自超新星爆发的光），通过精确比对这两个信号到达地球的时间，科学家们发现它们几乎是同时到达的，这强有力地证明了引力波的传播速度与光速一致。后续的引力波探测事件都进一步支持了这一结论。
其他天文观测： 一些天文观测，例如对脉冲星的精确计时以及双星系统的演化，也间接支持了引力以有限速度传播的观点，并且这个速度与光速相符。
理论上的自洽性： 如果引力传播速度不是光速，那么广义相对论的许多基本方程将不成立，并且会产生因果律上的问题。
总结：
总而言之，引力的传播速度与光速相同，这是一个基于爱因斯坦广义相对论的深刻结论，并且得到了引力波探测等多个天文观测的强有力证实。
牛顿的观点： 引力是瞬时作用的。
爱因斯坦的观点： 引力是时空弯曲的表现，引力的变化（即引力波）以真空中的光速 $c$ 传播。
这个结论告诉我们，宇宙中的变化是以一种有限的速度（光速）传播的，这使得宇宙具有因果律，也为我们理解宇宙的动态演化提供了坚实的理论基础。当我们看到远方的天体时，我们看到的是它们过去的状态，而它们对我们产生的引力影响，也是基于它们过去的状态以光速传递过来的。
网友意见
这个问题很有趣也很基本。可简单回答：在弱场背景下的引力波是按光速传播的。
【一】
「弱场」，即场强很弱的场。
比如太阳系的引力场就是弱场，因为引力很弱；黑洞周围的引力场就是强场，因为引力很强。于是太阳系里引力的传播，就被称为弱场背景下的传播。而黑洞周围引力的传播，就不适用弱场的分析。
（关于引力场，或者更一般地相互作用为何用「场」来描述，可参考这个回答：
如何让普通人理解物理学中「场」的本质？）
【二】
牛顿的万有引力公式不显含时间，所以牛顿引力是瞬间完成的，是一种「超距作用」。对此牛顿无法解释，故他从未对引力的起因提出过任何假设。
在这一点上，万有引力定律和静电场的库仑定律很相似，都是表明一个「源」怎样产生一个「场」。给定一个「源」——质量或者电荷，就在周围的空间瞬间产生一个场——牛顿引力场或者静电场。而一旦「源」消失，周围的场也瞬间消失。牛顿引力场和静电场都不能脱离源而存在。
在麦克斯韦之前，人们并不知道电场或者磁场是如何传播的。但库仑定律并不是电磁场的全部。于是等到麦克斯韦将库仑定律（对应高斯定律）、法拉第电磁感应定律、推广的安培定律等结合起来，得到了一个波动方程，人们才知道，电场和磁场都是以「波」的形式传播的，而且速度就是光速；最重要的是，电磁波可以脱离「源」而存在，而自由传播。
【三】
同样的事情发生在引力身上。
牛顿引力是关于「引力势」——一个标量场——的理论。而就像静电势是一个标量场，却不是电磁场的全部一样，标量的牛顿引力势也不是引力场的全部。
这一点直到牛顿之后三百年，才被爱因斯坦发现。
在爱因斯坦的广义相对论中，引力被一个张量场描述。一个物理的引力场有六个自由度：两个标量自由度，两个矢量自由度，两个张量自由度。而牛顿引力势，只相当于两个标量自由度中的一个。
更细致的研究发现，在这六个自由度中，只有两个张量自由度才能自由传播——即满足无源的波动方程，且传播速度在弱场背景下正是光速。这两个张量自由度被称为「引力波」。而另外的标量、矢量自由度，不能脱离「源」而存在。这里的「源」，可以是「质量」，也可是张量自由度即引力波本身。
在真空中（比如地球太阳之间可近似为真空）不可能有产生引力场的「源」。于是在这其中唯一可以传播的，只有引力波。打个比方，引力波是汽车，真正在跑的只有引力波，而标量（牛顿引力势）、矢量自由度都是坐在引力波这个汽车上跟着动。
【四】
回到引力如何传播的问题。
以地球如何感受太阳引力为例。一个更确切的图像是：太阳产生引力波，以光速传播到地球所在的位置；引力波传播的同时，也携带的另外四个自由度一起传播；最终在地球所在的位置产生完整的引力场（六个自由度），然后地球感受到这个引力场——当然，也包括牛顿引力势。
所以，即便太阳有一天突然消失了，我们也只是在8分钟后才看到天黑了；同样，在8分钟后才感觉地球突然被甩了出去。
麦克斯韦在1865年得到电磁波动方程，12年后赫兹证实电磁波的存在。遗憾的是，广义相对论诞生100年之后的今天，仍然没有直接探测到引力波。
目前测量引力传播速度的实验，通常是观测太阳、地球、月亮系统的重力变化，实际上只是观测牛顿引力势的作用时间。当然，因为牛顿引力势总是坐在在引力波这辆跑车上，所以也算是间接测量了引力真正的传播速度。
最后：最新的测定引力传播速度是光速的实验，是中国科学家作出的：
Observational evidences for the speed of the gravity based on the Earth tide类似的话题
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是的，根据爱因斯坦的广义相对论，引力的传播速度与光速是相同的，都是真空中的光速 $c$。这是一个非常深刻且重要的结论，它颠覆了牛顿的引力理论，并对我们理解宇宙产生了革命性的影响。下面我们来详细讲述：1. 牛顿的引力理论：即时作用在爱因斯坦之前，我们对引力的认识主要来自于牛顿的万有引力定律。牛顿认为：............. -
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