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宇宙在超光速膨胀,但爱因斯坦并不相信,后来他被打脸了

2024-07-04科学

「一个人只是个过客,一群人才是时代的主人。」
爱因斯坦一生中有许多惊艳的瞬间,但也有对爱因斯坦来说,讽刺、甚至是有些让人尴尬的时候,比如那一次他被人「打脸」。
直到今天,爱因斯坦的名字如同璀璨的星辰一样,照耀着无数有理想,有知识的人,引导他们在宇宙中探索未知的边界。

但他仍然犯过错,有过「打脸」的时候。
这个「打脸」就发生在宇宙膨胀理论上。

一、广义相对论的修正。

1915年,爱因斯坦完成了著名的相对论——【广义相对论】,举世震惊,他透过数学证明和物理规律的推演,透过推演与实验进行的精妙结合,表达了人类对时空的认识。

在广义相对论中,爱因斯坦设想宇宙是一个静止的整体,与之前牛顿的宇宙理论相悖,他还计算出宇宙的演化方程,这些演化方程规定了宇宙的膨胀和收缩的规律。
但是,在这个宇宙演化方程中,存在一个问题,那就是这个宇宙是扩大还是缩小?

为了解决这个问题,爱因斯坦在广义相对论的基础上加入了一个宇宙常数项。
该项可以使宇宙做匀速膨胀的状态,感受不到一个方向的收缩和膨胀,这样就避免了爱因斯坦的「偏好」状态。

而且,这样加入一个宇宙常数项,还可以使宇宙永远不会坍缩,不会走向灭亡,同时也可以抵消掉宇宙膨胀,保持宇宙匀速膨胀,一直处在宇宙相对静止的状态。
于是,爱因斯坦在广义相对论中就加入了宇宙常数项这一项。

谁料之外的事情发生了,1929年,哈勃观测到遥远星系的红移现象,由此证明爱因斯坦的宇宙模型是错误的,宇宙的确是膨胀的,不是爱因斯坦所说的静止的。
但是,当时的哈勃只是在红移现象的实验中发现光谱线的移动,无法推断出引发这种现象的原因是宇宙膨胀,他只是证明了宇宙确实在膨胀。

那么爱因斯坦为什么要在广义相对论中加入宇宙常数项,这是不是爱因斯坦的错误?
当时,爱因斯坦主要是为了让宇宙匀速膨胀,同时又不会收缩,避免宇宙做膨胀和收缩的运动。
随着哈勃的发现,爱因斯坦发现自己对宇宙的理解还存在一些误差,因此加入宇宙常数项是为了抵消掉宇宙的膨胀,泯灭掉膨胀的痕迹。

但是爱因斯坦也不是一直认为宇宙是静止的,1922年,爱因斯坦在荷兰梯努伊兹的指导下,对哈勃发现的恒星的光谱进行了重读,发现了光谱中发红和蓝移的规律。

当时哈勃还没有发现这种规律,但是爱因斯坦根据光谱的原理进行了分析,从而推断出可以用光谱的发红和蓝移来确定恒星的速度和方向。
因此,他的确在坚信着宇宙是在膨胀的,但是在这一点上,爱因斯坦和哈勃的观点还是存在一定的差别。

后来,他也逐渐的认识到宇宙的确是在膨胀的,而且还得到了强化。
爱因斯坦前后的思想仍然是相当辩证的,不会抱固己见,因此,爱因斯坦在接受他人的意见的同时,也能修正自己的错误。
在他的带领下,人类对空间和时间的认识在不断完善,爱因斯坦也有足够的勇气向真理探索进发。