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爱因斯坦、哈勃、弗里德曼
第一弗里德曼方程认为宇宙是处于膨胀状态 , 对于弗里德曼得出的结论 , 爱因斯坦一开始不以为意 , 但后来哈勃发现的星系红移现象证实了弗里德曼的预言 。
不同的元素存在着不同的特征谱线 , 每种元素的特征谱线都是独一无二的 , 这就相当于是元素的DNA , 所以科学家就利用这个特性 , 在光谱中找到某种特征谱线之后 , 来确定光源中相对应的元素
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1929年 , 哈勃利用特征谱线的特性 , 发现宇宙中的星系的电磁辐射波长增加了 , 就是光谱的谱线向红端移动了 , 它意味着星系正在朝我们远去 , 这就是星系红移现象 。
哈勃还发现星系的红移量与该星系的距离成正比的关系 , 也就是说 , 越远的星系正在以越快的速度飞驰而去 , 这被称为哈勃定律 , 哈勃得出了结论:宇宙在均匀地膨胀 。
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这在现代宇宙学中具有里程碑性的意义 , 它意味着宇宙不是静态的 , 而是处于膨胀状态 , 这也就是说爱因斯坦构建的有限无边宇宙模型存在错误 , 而弗里德曼的预言本来就是直接从没有宇宙常数的场方程中得到的 , 而哈勃的发现更是确证了宇宙常数是一个多余的累赘 。
宇宙在膨胀 , 今天已是无可怀疑的事实 。 根据今天宇宙膨胀的速度 , 可以推出 , 宇宙在一二百亿年前脱胎于高温、高密状态 。 爆炸过程(不同于炸弹)中每对粒子间的距离俱增 , 物质密度减小 , 温度下降 , 引力能转化为粒子能 。《爱因斯坦与现代宇宙学》
爱因斯坦无奈地承认了这一个事实 , 宣告了宇宙常数的死亡 , 称宇宙常数是自己人生中最大的错误 。 但是 , 后来物理学家又发现 , 宇宙常数具有很重要的意义 。
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宇宙常数复活 , 被认为与宇宙膨胀的速率有关
哈勃发现了星系红移现象之后 , 科学家一直认为宇宙是处于减速膨胀的状态 , 但是美国加州大学伯克利分校天体物理学家萨尔波尔马特、澳大利亚物理学家布莱恩施密特以及美国科学家亚当里斯组总共观测了约50颗遥远的“Ia型超新星” , 表明当前的宇宙存在加速膨胀 。
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科学家通过给Ia型超新星定位 , 并测量它们如何运动;他们发现Ia型超新星的亮度比预期的要暗 , 也就是说它们正在快速远离地球 , 这速度比我们预期的要快 。
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科学家由此得出结论 , 在几十亿年前的时刻 , 宇宙的膨胀速度开始 , 我们如今生活在一个加速膨胀的宇宙中 , 也就是在这个时候 , 科学家发现宇宙膨胀的速率和宇宙常数之间存在联系 , 宇宙常数开始复活 。
如果从芬斯勒度规下的场方程出发 , 你就会发现嘉当张量有关的曲率标量起着爱因斯坦宇宙常数的作用 , 因此 , 芬斯勒宇宙模型很可能正确表述了我们的宇宙 , 其中的垂直曲率标量就是导致宇宙加速膨胀的原因 。 《The Geometry Interpretation for Einstein's Cosmological Constant ∧》
但这次宇宙常数的复活 , 对于爱因斯坦而言 , 却并不是一个好的事情 , 复活的宇宙常数连接了量子力学的微观世界和爱因斯坦广义相对论的宏观世界 。
因为萨尔波尔马特等三人认为是“暗能量”的原因导致了宇宙正在膨胀加速 , 而2011年诺贝尔奖授予它们三人 , 也意味着学术界对“暗能量”的认可 。
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而暗能量在引力场中起的作用 , 正好与爱因斯坦原来引进的Λ一项类似 , 因此才又把Λ给重新复活 。 暗能量的来源 , 则是量子场论所预测的真空涨落 。 而量子力学 , 正是爱因斯坦一生中始终怀疑也从未接受的理论 , 可以说 , 爱因斯坦一生都在反对的量子力学 , 始终在紧紧缠绕着爱因斯坦 。
【爱因斯坦|被爱因斯坦视为最大错误的宇宙常数,真的是一个失败的作品吗?
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