科学家称人类将可以实现时空穿梭:进行跨越时空的旅程

宇宙的形状只能存在于人类的理论推测与局部发现的综合想象当中

从时空观的角度来看,宇宙是人类关于时空存在范围的极限概念。在牛顿力学时代,人们以为时空是绝对静止的,宇宙作为星系运动的框架也应该是始终不变的。爱因斯坦虽然在相对论中提出了时空的可变性,但连他本人也没有意识到宇宙作为时空存在的极限形式,其实也是具有可变性的。

1917年,爱因斯坦出于对广义相对论方程中存在动态宇宙倾向的否定,加入了一个宇宙常数,用以证明宇宙空间的大小与时间无关,从而为静态宇宙模型提供了依据。就这样,爱因斯坦遗憾地错过了宇宙膨胀的预言。然而,爱因斯坦提出的静态宇宙球模型,却成为引力几何学与宇宙学完美结合的发端和标志,爱因斯坦因而成为现代宇宙学的重要奠基者之一。

科学家称人类将可以实现时空穿梭:进行跨越时空的旅程

资料图

不过,还在爱因斯坦时代,静态宇宙球模型就已经得到了修正。1922年,弗里德曼舍弃了爱因斯坦的宇宙项而根据原有的引力场方程,得出了动态宇宙模型解,即证明宇宙具有膨胀性质。1929年,艾德温哈勃根据星系红移现象,揭示了红移与宇宙膨胀(亦即均衡扩张)的联系,从而使动态的即膨胀的宇宙被人们当成观测事实接受下来了。从这个观测事实出发,有人甚至还计算出了宇宙膨胀起源的时间。

科学家称人类将可以实现时空穿梭:进行跨越时空的旅程

资料图

对此,爱因斯坦评论说:这里确实存在着一个不可思议的困难局面。如果将哈勃发现的银河光谱线位移解释为一种膨胀(从理论的观点看这是没有多少疑问的),那么,依此推断,此种膨胀仅仅起源于大约10亿年以前;而按照天文物理学,恒星和恒星系的发生和发展很可能需要长得多的时间。如何克服这种矛盾,仍毫无所知。爱因斯坦没有预料到.在其后几十年.宇宙年龄已经被修正为上百亿年了。

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