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今天我们来聊一聊引力波会不会对地球造成损害？
宇宙不是静态、稳定的。在大量的简单原子中，气体云坍缩形成恒星和行星，然后经历各自的生命周期。最大质量的恒星将在超新星等灾难性事件中死亡，并产生诸如中子星和黑洞之类的恒星残留物。这些中子星和黑洞会合并，并以引力波的形式释放出大量能量。以这种方式产生的光和粒子能够在地球上造成损害，但是引力波本身又如何呢？
有人提出这样一个问题，他问：
LIGO在地球上探测到的引力波传播很远，并且到达时每单位空间的引力波都非常微弱。如果它们起源于离地球更近的地方，那么从我们的角度来看它们将更加充满活力。局部产生的高能引力波会对附近物体产生什么影响。我正在考虑将约30个太阳质量黑洞合并。引力波会明显吗？它们会造成损害吗？
这是一个很好的问题，甚至连一些历史上最伟大的思想家都陷入了沉思。
相对论是我们目前的引力理论，最早是由爱因斯坦（Albert Einstein）于1915年提出。第二年，即1916年，爱因斯坦本人得出了他出乎意料的性质：它允许传播纯粹是引力的新型辐射。这种辐射，今天称为引力波，具有一些易于提取的特性：它们没有质量并且以固定速度传播，该速度应该等于光速。
但是，这些波是真实的携带能量的现象，还是纯物理的，没有任何物理意义的人工产物，在当时就没有定论了。1936年，爱因斯坦和另外一位物理学家撰写了一篇论文，题为“引力波是否存在？” 提交给了《物理评论》（Physical Review）杂志的论文，他们认为引力波不存在。
他们争辩说，这些引力波是数学的，并且在物理上不存在，就像我们推断在尺子末端的“ 0”在物理上不存在一样。幸运的是，该论文是在匿名裁判员的推荐下被拒绝，该匿名裁判员是物理学家霍华德·罗伯逊（Howard Robertson），他就是Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（弗里德曼-勒梅特-罗伯森-沃尔克度规）中的“ R” 。
同样位于普林斯顿的罗伯逊（Robertson）暗中向爱因斯坦指出了处理他所犯错误的改正方法，这使结论产生了改变。于是，重新提交的版本中出现的引力波在1937年被接受，并在另一本期刊中以不同的名称出现，它预测了物理上的真实波。就像电磁有光一样，光是无质量的形式的辐射，它承载着真实的能量，而万有引力则具有完全类似的现象：万有引力波。
如果这些波存在，在物理上是真实的并且还携带能量，那么重要的问题就只有它们是否可以将这种能量转移到物质中，如果可以，是通过什么过程进行转移的？
1957年，第一届美国广义相对论会议（现在称为GR1）在北卡罗来纳州教堂山举行。出席会议的还有物理学界的泰斗级人物，包括布莱斯·德威特，约翰·阿奇博尔德·惠勒，约瑟夫·韦伯，赫尔曼·邦迪，塞西尔·德威特·莫雷特和理查德·费曼。
正是费曼提出了我们现在称之为粘性珠子论点的推理路线。如果您想象有一根细棒，上面有两个小珠，一个固定，但一个可以滑动，那么如果重力波垂直于棒的方向穿过它，那么小珠之间的距离就会改变。
只要珠和杆是无摩擦的，就不会产生热量，并且由杆和珠组成的系统的最终状态与引力波通过之前没有什么不同。但是，如果杆和小珠之间可以自由滑动，则该运动会产生摩擦，从而产生热量，这是一种能量形式。费曼的论点不仅证明了引力波确实携带能量，而且还展示了如何从波中提取能量并将其放入真实的物理系统中。
当引力波穿过地球时，它对地球产生的影响将和对珠-杆系统产生的影响相同。当波穿过地球时，它会导致垂直于波传播方向交替地并且以振荡的方式彼此成90度角拉伸和压缩。
地球上任何受其占据的空间运动强烈影响的东西，都将从波本身吸收相应量的能量，并将该能量转换为真实的，物理的能量，然后将其呈现在我们的世界上。
LIGO所观测到的的第一个重力波——于2015年9月14日观测到，就是是在4年前的最近（2016年2月11日）宣布的，它由两个分别为36和29个太阳质量的黑洞组成。合并产生62个太阳质量的黑洞。如果做数学运算，您会注意到36 + 29不等于62。为了平衡该方程式，需要转换剩余的三个太阳质量，相当于小黑洞质量的10％左右。通过爱因斯坦的E = mc 2转化为纯能量。能量以引力波的形式在太空中传播。
经过约13亿光年的旅程后，来自合并的黑洞的信号到达了地球，并通过了我们的星球。能量的极小部分被沉积到位于华盛顿州汉福德和洛杉矶利文斯顿的双LIGO探测器中，从而导致容纳镜子和激光腔的杠杆臂的长度交替增加和减少。由人类制造的设备提取的那小部分能量足以检测我们的第一个引力波。
当两个质量可比的黑洞合并时，会释放出巨大的能量。在短短200毫秒的时间内将三个太阳质量的物质转化为纯能量，这比宇宙中所有恒星在相同的时间内爆炸所散发出的能量还要多。综上所述，第一个引力波包含约5.3×10的47次方J的能量，在最后毫秒内的峰值功率为3.6×10的49次方W。
但是，合并的黑洞距离我们有十亿光年之远，所以我们只看到了该能量的很小一部分。即使我们考虑整个地球从引力波接收的所有能量，也只能得出360亿焦耳，差不多与以下做法释放的能量相同：
燃烧六桶（约1000升）原油，阳光照在曼哈顿岛上持续0.7秒，10,000 kWh的电力，即一个普通家庭的年平均用电量。我们知道从空间中的源发出的能量总是像球体的表面一样散布开，这意味着如果您将自己与这些合并的黑洞之间的距离减半的话，所接收到的能量将增加四倍。
如果这些黑洞不是13亿光年，而是仅相隔1光年合并，那么这些撞击地球的引力波的强度将相当于大约700万兆（7 ×10的28次方）焦耳的能量：与太阳活动三分钟的时间产生的总能量相同。
但是引力波和电磁辐射（例如太阳光）有一种重要的区别。光很容易被正常物质吸收，并根据其量子（光子）与我们所制造的量子（质子，中子和电子）之间的相互作用将能量传递给光。但是引力波大多直接穿过正常物质。
它们本应该会使正常物质在相互垂直的方向上交替伸缩，但波却在很大程度上不受影响地穿过地球，而只有少量的能量被沉积，这有一个微妙的原因：
发射引力波时，其能量与距离的平方成正比分布。但是，引力波的振幅仅随距离线性下降。当我们第一次观测到的黑洞与黑洞合并时，我们曾经看到过引力波通过地球，通过计算，那是我们的星球应该是收缩并膨胀了大约十二个质子全部排列在一起的宽度。
但如果这些相同的黑洞在1光年的距离处合并，地球将被拉伸和压缩约20微米。如果它们合并的距离是地球与太阳的相同距离，则整个星球将被拉伸和压缩大约1米。相比之下，这与月球产生的潮汐力，使地球每天发生的拉伸和压缩量几乎相同。不过最大的不同是它（引力波所导致的变形）的发生速度要快得多：在毫秒级的时间范围内进行拉伸和压缩，而不是约12小时。
在某种程度上，足够大的振幅引力波可以有意义地向地球传递能量。如果引力波足够强，那么散布在复杂晶格中的晶体将加热整个地球内部，并可能破裂或破碎。地震将在我们的星球上层层叠叠的荡开，从而对我们的地球表面造成世界范围的破坏。间歇泉将发生壮观而不规则的爆发，并且有可能引发火山爆发。甚至海洋也会产生全球海啸，对沿海地区造成严重的影响。
但即使离我们最近的恒星也很遥远，所以他们产生的引力波几乎完全没有影响的穿过我们。尽管这些时空的涟漪比任何其他灾难性事件携带的能量更多，但相互作用是很微弱的，以至于几乎对我们没有影响。而最主要的是，我们已经学会了如何成功检测到它们。
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