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相对论惊到了 爱因斯坦

2018-01-02易音信

科学之谜 2018年10期

易音信

爱因斯坦被誉为继伽利略、牛顿之后人类最伟大的科学家,是现代物理学的开创者和奠基人之一。他的伟大贡献、他的想象力都是学生从小在学校里就开始接触了。

相对论是爱因斯坦最伟大的发现,这源于他一系列的思想实验,即所有一切都是在他头脑中假设、演绎、推断出来的,也因此他的想象力和思考能力被后人推崇备至。相对论,特别是广义相对论,非常奇妙地预言到了一系列宇宙奇特现象,但是当根据相对论推导出这些宇宙现象时,爱因斯坦却被惊到了以至于不敢相信,甚至否认。

对宇宙常数的反复

当年爱因斯坦研究引力与广义相对论时,人类的天文学知识还很落后,认为宇宙是静态而稳定的空间——既不膨胀,也不收缩。但爱因斯坦的公式却让他十分惊讶:公式表明宇宙要么在膨胀,要么在收缩,但就是不能保持静止!

面对着如此不符合“常识”的公式,爱因斯坦觉得他唯一的选择就是引进一个附加因素,以使他的理论导出一个静止不变的宇宙。这个附加因素就是宇宙常数,宇宙常数更准确的说法应该是“宇宙常量”,它代表着真空中有一种看不见的能量,其密度是一个常数,会产生宇宙排斥力。同引力相反,它随着天体之间距离的增大而增强。这是一个假想的、用以抵消引力作用的力。宇宙常数就是指这种宇宙空间中恒定的能量密度。我们只要调整这个常数,就可以平衡引力与宇宙排斥力,而得到靜止且封闭的宇宙。……

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