爱因斯坦对万有引力的观点的改变

“大爆炸模型”的理论基础源自“相对论”。1905年，爱因斯坦发表“特殊相对论”，1916年发表“广义相对论”，是物理学上一大革命。那么，难道在爱因斯坦以前的物理学——特别是牛顿力学——是错误的吗？答案是：当物体的移动速度远低于光的速度，当物体质量远低于天体的庞大质量时，古典物理学结果的精确度是可以接受的；但是，当物体的速度和质量都很大的时候，古典物理学的结果就不准确了。爱因斯坦“万有引力”的理论比原来牛顿的理论要准确。爱因斯坦用他的理论计算水星运行的轨道，以及计算星光从远方射来、经过太阳附近时被扭曲的程度，都已经得到实地观测的验证。因此，爱因斯坦也用他的“万有引力”公式去计算整个宇宙的运行。

爱因斯坦和其他天文学家都有一个假设，就是宇宙是均匀一致的，每个方向的结构都是均匀的、无向的，这个假设也逐渐得到观察的验证。然而，当爱因斯坦用广义相对论的方程式去计算天体的相对位置和运行情形时，计算结果是，因为天体彼此间重力的互相吸引，最后所有的天体会聚在一起，整个宇宙就崩溃垮塌了。这也是牛顿力学演算出来的结果。

当然，这不是爱因斯坦预期和愿意接受的结果。爱因斯坦心目中的宇宙模型是一个静止的模型——宇宙会平衡地、永恒地存在、运转，但这不是他的公式计算出来的结果。因此，他想出了一个补救办法，在公式里加上一个常数——宇宙常数。这样一来，算出来的结果就是一个平衡、永恒的模型。只是，这个常数是无中生有、为了到达预期的模型而硬拗出来的假设。他花了许多力气去计算、调整。多年以后，他也承认这是自己研究生涯错误的一大步。

几年之后，俄国数学家亚历山大·弗里德曼（1888～1925年）提出一个“宇宙不是静止的，而是在不断膨胀”的模型。从物理学的角度来看，因为宇宙在不断膨胀，所以就可以和天体间的重力吸引力相抵消。从数学的角度来看，他引用爱因斯坦在“广义相对论”里的公式，而不需要加上一个连爱因斯坦都认为“丑陋”的常数。(www.xing528.com)

什么是膨胀的宇宙模型？我们可以想象有一个气球，在气球表面是所有的天体，当这个气球膨胀的时候，每两个天体间的距离都会增加，天体彼此会越来越远。不过，爱因斯坦并不同意弗里德曼的观点。他先是说他的数学计算是错的，后来又改口说他的数学计算是对的，但是缺乏物理学依据。直到弗里德曼寂寂无名地病逝的几年后，比利时天文学家乔治·勒梅特（George Henri Joseph duard Lematre，1894～1966年）在不知道弗里德曼的情况下，独立建立了“宇宙在不断膨胀”的模型。而且，在他的模型里，宇宙有一个起始点，从这个起点开始，宇宙不断膨胀和进化。

勒梅特的模型，可以说是“大爆炸模型”的开端。起初，爱因斯坦还是不相信勒梅特的结果。那时是20世纪20年代，爱因斯坦的“静止的宇宙模型”和弗里德曼、勒梅特的“膨胀的宇宙模型”，在数学上都是从相对论的公式导引出来，在观察实验上也都符合观测的结果。不过，接下来，陆陆续续许多天文学家研究的结果，多朝着支持“膨胀的宇宙模型”方向走。