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爱因斯坦研究宇宙定态的狼狈及修正方程的重要突破

时间:2023-11-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:爱因斯坦试着计算,但很快就感到狼狈不堪,因为不存在定态的宇宙解。爱因斯坦相信这个宇宙是定态的,以过去、未来永远不会变化的姿态存在,因此不存在定态解让他意识到了自己理论的缺陷。爱因斯坦感到狼狈之后,决定修正自己的引力场方程。他给引力场方程附加了新的定数项后重新发表。这是人类第一篇有关宇宙论的论文,爱因斯坦应用自己的相对论开创了研究宇宙形状(和变化)的新学术领域,在科学史上刻下了天才的一笔功绩。

爱因斯坦研究宇宙定态的狼狈及修正方程的重要突破

既然决定了宇宙的形状,接下来就试着代入相对论的引力场方程,别名爱因斯坦方程式。

相对论的引力场方程能解各种宇宙模式。x+1=2这个方程式的解只有x=1,但x2=1这个方程式的解却有x=1和x=-1两个。不同方程式有各种不同的解。引力场方程是有多种解(宇宙解)的方程式。其中应该有一种能表现宇宙的解。

爱因斯坦试着计算,但很快就感到狼狈不堪,因为不存在定态的宇宙解。解出来的宇宙或是膨胀或是收缩,无法走向合理的命运。

爱因斯坦相信这个宇宙是定态的,以过去、未来永远不会变化的姿态存在,因此不存在定态解让他意识到了自己理论的缺陷。

看似三次元球体表面,却是“四次元球体表面”的三次元空间。(www.xing528.com)

他认为,由于广义相对论是不完善的,所以只能得到像膨胀解这种“非现实的”解,显然自己的理论还有不足之处。那么,不足之处究竟在哪呢?

爱因斯坦感到狼狈之后,决定修正自己的引力场方程。他给引力场方程附加了新的定数项后重新发表。附加了被称作“宇宙项”或Λ的定数项的引力场方程,不仅能得到膨胀解和收缩解,还允许定态的宇宙解。

1917年,《用广义相对论对整个宇宙的考察》[1]论文发布。

这是人类第一篇有关宇宙论的论文,爱因斯坦应用自己的相对论开创了研究宇宙形状(和变化)的新学术领域,在科学史上刻下了天才的一笔功绩。

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