宇宙学与天体物理学
引力波与多信使天文学
观察致密双星绕质心旋转并发出应变 的引力波，理解引力信号与光/中微子结合构成的多信使天文学。改变相对距离与视角，比较涟漪振幅。
器材
- 绕质心旋转的两个致密天体（三维画布）
- 两物体相对距离滑块
- 视角滑块与暂停按钮
- 引力波涟漪环与同时的光信号
实验步骤
读取振幅随距离的变化
将相对距离滑块从远拖到近：两天体公转加快，涟漪环加深——轨道收缩时引力波振幅急剧增大，这正是爱因斯坦方程中四极矩随时间变化的结果。
估算应变 h
应变 度量波穿过探测器时空间的相对伸缩；真实事件中 h ~ ，所以模拟将圆环放大。暂停动画，数一个轨道周期内的涟漪圈数——引力波频率是轨道频率的两倍，。
结合不同信使
观察光信号与引力涟漪同时发出：两种“信使”携带互补信息——引力波给出质量与轨道，光给出成分与精确位置。改变视角，可见波面沿轨道平面向各方向扩散。
模拟
实验历史
引力波由爱因斯坦于1916年预言，但首个间接证据来自1974年拉塞尔·赫尔斯与约瑟夫·泰勒发现的双脉冲星 PSR B1913+16：其轨道周期按引力波能量损耗的预言精确缩短——获1993年诺贝尔奖。
2015年9月14日，两台 LIGO 探测器（20世纪70年代由雷纳·韦斯、基普·索恩与罗纳德·德雷弗构想，巴里·巴里什主持）记录到双黑洞并合事件 GW150914——获2017年诺贝尔奖。两年后 GW170817 开启多信使时代：引力信号比伽马射线早约1.7秒到达，全球望远镜观测到“千新星”，中微子探测器同时搜寻第三种信使。