當前位置: 華文世界 > 科學

宇宙在超光速膨脹,但愛因史坦並不相信,後來他被打臉了

2024-07-04科學

「一個人只是個過客,一群人才是時代的主人。」
愛因史坦一生中有許多驚艷的瞬間,但也有對愛因史坦來說,諷刺、甚至是有些讓人尷尬的時候,比如那一次他被人「打臉」。
直到今天,愛因史坦的名字如同璀璨的星辰一樣,照耀著無數有理想,有知識的人,引導他們在宇宙中探索未知的邊界。

但他仍然犯過錯,有過「打臉」的時候。
這個「打臉」就發生在宇宙膨脹理論上。

一、廣義相對論的修正。

1915年,愛因史坦完成了著名的相對論——【廣義相對論】,舉世震驚,他透過數學證明和物理規律的推演,透過推演與實驗進行的精妙結合,表達了人類對時空的認識。

在廣義相對論中,愛因史坦設想宇宙是一個靜止的整體,與之前牛頓的宇宙理論相悖,他還計算出宇宙的演化方程式,這些演化方程式規定了宇宙的膨脹和收縮的規律。
但是,在這個宇宙演化方程式中,存在一個問題,那就是這個宇宙是擴大還是縮小?

為了解決這個問題,愛因史坦在廣義相對論的基礎上加入了一個宇宙常數項。
該項可以使宇宙做勻速膨脹的狀態,感受不到一個方向的收縮和膨脹,這樣就避免了愛因史坦的「偏好」狀態。

而且,這樣加入一個宇宙常數項,還可以使宇宙永遠不會塌縮,不會走向滅亡,同時也可以抵消掉宇宙膨脹,保持宇宙勻速膨脹,一直處在宇宙相對靜止的狀態。
於是,愛因史坦在廣義相對論中就加入了宇宙常數項這一項。

誰料之外的事情發生了,1929年,哈伯觀測到遙遠星系的紅移現象,由此證明愛因史坦的宇宙模型是錯誤的,宇宙的確是膨脹的,不是愛因史坦所說的靜止的。
但是,當時的哈伯只是在紅移現象的實驗中發現光譜線的移動,無法推斷出引發這種現象的原因是宇宙膨脹,他只是證明了宇宙確實在膨脹。

那麽愛因史坦為什麽要在廣義相對論中加入宇宙常數項,這是不是愛因史坦的錯誤?
當時,愛因史坦主要是為了讓宇宙勻速膨脹,同時又不會收縮,避免宇宙做膨脹和收縮的運動。
隨著哈伯的發現,愛因史坦發現自己對宇宙的理解還存在一些誤差,因此加入宇宙常數項是為了抵消掉宇宙的膨脹,泯滅掉膨脹的痕跡。

但是愛因史坦也不是一直認為宇宙是靜止的,1922年,愛因史坦在荷蘭梯努伊茲的指導下,對哈伯發現的恒星的光譜進行了重讀,發現了光譜中發紅和藍移的規律。

當時哈伯還沒有發現這種規律,但是愛因史坦根據光譜的原理進行了分析,從而推斷出可以用光譜的發紅和藍移來確定恒星的速度和方向。
因此,他的確在堅信著宇宙是在膨脹的,但是在這一點上,愛因史坦和哈伯的觀點還是存在一定的差別。

後來,他也逐漸的認識到宇宙的確是在膨脹的,而且還得到了強化。
愛因史坦前後的思想仍然是相當辯證的,不會抱固己見,因此,愛因史坦在接受他人的意見的同時,也能修正自己的錯誤。
在他的帶領下,人類對空間和時間的認識在不斷完善,愛因史坦也有足夠的勇氣向真理探索進發。