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引用 【转载】爱因斯坦曾支持定态宇宙理论   

2014-03-02 14:12:02|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一份被科学家忽视数十年的手稿显示,阿尔伯特·爱因斯坦曾经涉足一个宇宙大爆炸替代理论,他提出宇宙在稳定和无限地扩大。

 

科学探索 来源:《欧洲物理学期刊》

 
 

1931年,爱因斯坦与 Edwin Hubble(中)和Walter Adams在威尔逊山天文台。

 

  一份被科学家忽视数十年的手稿显示,阿尔伯特·爱因斯坦曾经涉足一个宇宙大爆炸替代理论,他提出宇宙在稳定和无限地扩大。这份手稿写于1931年,手稿内容不难让人们联想起英国天体物理学家Fred Hoyle在近20年后支持的稳恒态理论。不过当时爱因斯坦很快就放弃了自己的观点,但手稿显示他仍对宇宙是在一次爆炸中形成的观点犹豫不决。

  上世纪20年代,大爆炸理论获得了观测数据的支持,当时美国天文学家Edwin Hubble等人发现,遥远星系正在不断远离,并且宇宙本身也在膨胀。这似乎暗示着,在过去,宇宙是一锅非常稠密炙热的“原始肉汤”。

  但是,自上世纪40年代后期以来,Hoyle认为宇宙可能在永恒地扩展,并且保持着恒定的密度。而宇宙通过不断增加新物质来保持这一发展状态。之后,粒子将合并形成星系和恒星,而它们将以合适的速率发展,逐渐占据宇宙膨胀制造出的额外空间。Hoyle的宇宙是无限的,因此它的大小并没有随着其膨胀而改变,它始终处于一个“稳定状态”。

  最新公开的手稿显示,爱因斯坦在更早时也描述了一个基本相同的理论。“如果密度保持不断,新粒子必须不断形成。”他写道。该手稿被认为是爱因斯坦于1931年在美国加州旅行时写下的,部分原因是它被写在美国的便条纸上。

  该手稿被收藏在耶路撒冷爱因斯坦档案馆中,人们能够在该馆网站上自由浏览,但是它一直被错误地归纳为爱因斯坦另一篇论文的初稿。爱尔兰沃特福德理工学院物理学家Cormac O’Raifeartaigh表示,当意识到这份手稿讲述的内容是什么时,自己几乎从椅子上跌下来。他和同事在arXiv预印本服务器上公开了他们的发现,以及爱因斯坦德文原稿的英文译本,同时,他们将论文刊登于《欧洲物理学期刊》上。

  “该发现证实,Hoyle并不是一个怪人。”研究合作者、英国剑桥大学科学历史学家Simon Mitton说。Mitton曾撰写《Fred Hoyle:科学人生》。无论如何,爱因斯坦曾考虑过稳态宇宙模型是不争的事实,而这将为Hoyle有关这一问题的辩论增加筹码。“如果Hoyle知道,他肯定会用它来重击对手。”O’Raifeartaigh说。

  尽管Hoyle的模型最终通过天文观测被排除,但它至少有数学上的一致性,通过调整爱因斯坦广义相对论方程式,提供了物质自发形成的可能机制。爱因斯坦未公开的手稿表明,首先他相信此类机制能衍生于自己的原始理论。但O’Raifeartaigh研究小组表示,那时爱因斯坦可能意识到自己的运算出现了错误。当他改正后,他大概觉得这个想法不可靠,于是丢到了一边。

  普林斯顿大学宇宙学家James Peebles表示,这个手稿可能是“一个始于新点子带来的兴奋的草稿,但作者意识到被自己欺骗后,就立刻放弃了”。而且似乎没有记录显示爱因斯坦曾经再次提到过这些运算。

  但实际上,爱因斯坦推算了稳定状态概念,以表明自己对大爆炸理论的一贯抵制。即便其他理论物理学家证实大爆炸是广义相对论的自然结果,爱因斯坦也觉得它“糟糕透了”。O’Raifeartaigh及同事指出,在天文学家发现宇宙膨胀证据后,爱因斯坦放弃了对静止宇宙的偏袒,而一个稳态宇宙将是下一个最好的选择。

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