几千年来,宇宙一直很好地对科学保守着秘密。
古希腊人认为宇宙是一个由恒星组成的球体,围绕着更小的球体,行星围绕着地球中心。即使是哥白尼,他在16世纪正确地用太阳取代了地球,他也认为宇宙是一个被群星密布的外层包裹着的单一太阳系。
但在接下来的几个世纪里,宇宙显露出了一些它的浩瀚。它包含了无数的恒星,聚集在巨大的星团中,现在被称为星系。
然后,在20世纪20年代末,宇宙揭示了它最保守的秘密:它变得越来越大。宇宙不是静止的、稳定的、永恒不变的、包含所有现实的实体,而是不断扩大的。对遥远星系的观测显示,它们彼此之间飞得很远,这表明当前的宇宙只是一个成熟的阶段,它诞生于很久以前一个微小的能量斑的爆发中。
这一意外事件动摇了科学的根基,削弱了哲学上关于存在的先入之见,198198彩注册彩注册正规网址是什,开创了宇宙学(即研究宇宙的学科)的新时代。但回想起来,更令人惊讶的是,如此深奥的秘密早已被一位以预测天气为专长的数学家所怀疑。
一个世纪前的这个月(1922年5月),俄罗斯数学家兼气象学家亚历山大·弗里德曼根据爱因斯坦的广义相对论撰写了一篇论文,198彩票注册账户安全可靠198彩平台,198彩票平台采用最新国际加密系统,保证玩家的个人隐私是不会泄露的,概述了宇宙的多种可能历史。其中一种可能性描述了从一个奇点开始的宇宙膨胀。从本质上说,即使没有考虑任何天文证据,弗里德曼也已经预测到了宇宙诞生和演化的现代大爆炸理论。
俄罗斯物理学家弗拉基米尔·索洛维耶夫(Vladimir Soloviev)在最近的一篇论文中写道:“弗里德曼对宇宙的新见解已经成为现代宇宙学的基础。”
弗里德曼当时并不出名。1910年,他从俄罗斯圣彼得堡大学毕业,学习了数学和一些物理。在研究生院,他研究了数学在气象学和大气动力学中的应用。他在第一次世界大战期间帮助俄罗斯空军时运用了这一专业知识,用数学预测了向敌人目标投掷炸弹的最佳投放点。
战后,弗里德曼学习了爱因斯坦的广义相对论,该理论将引力描述为空间(更准确地说,198客户端APP198优惠活动如何登录,是时空)几何的一种表现。在爱因斯坦的理论中,质量扭曲时空,产生时空“曲率”,这使得质量看起来相互吸引。
弗里德曼对爱因斯坦1917年的一篇论文(以及威廉·德西特(Willem de Sitter)的一篇类似论文)将广义相对论应用于整个宇宙特别感兴趣。爱因斯坦发现,他最初的方程可以让宇宙膨胀或收缩。但他认为这是不可想象的,所以他添加了一个代表排斥力的项(他认为)可以保持宇宙的大小不变。爱因斯坦的结论是,空间有一个正的空间曲率(就像一个球的表面),这意味着一个“封闭的”或有限的宇宙。
弗里德曼接受了这个叫做宇宙常数的新术语,但他指出,对于这个常数的不同值,以及其他假设,宇宙可能会表现出非常不同的行为。爱因斯坦的静态宇宙是个特例;宇宙也可能永远膨胀,或者膨胀一段时间,然后收缩到一个点,然后再次开始膨胀。
弗里德曼描述动态宇宙的论文题为“论空间曲率”,1922年6月29日被著名的Zeitschrift für Physik接受发表。
爱因斯坦反对。他给《华尔街日报》写了一篇文章,声称弗里德曼犯了一个数学错误。但这个错误是爱因斯坦的。他后来承认弗里德曼的数学是正确的,但仍然否认它有任何物理有效性。
弗里德曼说。
他不只是一个纯粹的数学家,对纸上符号的物理意义一无所知。他对方程和大气之间关系的深刻理解使他相信数学意味着某种物理的东西。他甚至写了一本书(《作为空间和时间的世界》),深入探讨了空间几何数学和物理物体运动之间的联系。他宣称,物理身体“解释”了“几何世界”,使科学家能够测试人类实际居住在哪些可能的几何世界中。他断言,由于物理和数学的联系,“通过对物理世界的实验研究,可以确定几何世界的几何形状。”