基本簡介
科學家勾勒的宇宙的時間線1927年物理學家勒梅特（Georges Lemaitre）首次發表了宇宙大爆炸理論，自那個時候起，它就成為我們理解宇宙起源的基礎。這樣做理由是很充分的：科學家們最新的觀測和實驗結果，都為該理論提供了支持，況且它建立在愛因斯坦那廣為人接受的廣義相對論之上。但科學家們從來沒有放過任何能通往其他理論的線索，它們將是除大爆炸理論外的別種選擇。最近，天體物理學家巴納多斯（Maximo Banados）和費雷拉（Pedro Ferreira）發表了該領域的最新研究成果，他們將20世紀早期建立的一個引力理論重新帶回到人們視線中。經過修正後，他們發現這個新理論帶來了一些令人驚奇的結論。
勒梅特:宇宙大爆炸理論-模型圖 在一項最近發表在物理評論快報（Physical Review Letters）上的研究里，巴納多斯和費雷拉重新考慮了英國天文學家和物理學家愛丁頓（Arthur Eddington）提出的引力理論。愛丁頓是跟愛因斯坦同時代的物理學家，他最為世人所熟知的是1919年觀察到太陽的萬有引力確實彎曲了星星的光線，從而為廣義相對論提供了最早的證據。
發展過程
雖然愛丁頓在廣義相對論的發展過程中扮演了舉足輕重的角色，但在其後的數十年里，他對尋找能統一引力和量子力學的理論更感興趣——這是一項至今仍處於研究中的任務。1924年，愛丁頓提出了一個新的“引力作用量”，它作為除愛因斯坦-希爾伯特（Einstein-Hilbert）作用量的另一個選擇，可以當作是廣義相對論的另一個出發點。在天體物理學中，引力作用量描述了在被物質和能量彎曲的時空中如何形成引力的機理。然而，愛丁頓的引力理論僅對不包含任何如物質等能量源的真空適用，這使得它不能成為一套完整的理論。
在愛丁頓提出這個想法後，科學家們嘗試了各種不同的辦法試圖將物質整合到他的理論當中，雖然在其中遇到了很多問題。在這項研究里，巴納多斯和費雷拉嘗試了一種新辦法，即被稱為 Born-Infeld作用量的引力作用量，來使該理論涵蓋物質，從而拓展了該理論。
分析
在他們的分析中，兩位科學家發現了修正後的愛丁頓引力理論的一個關鍵特徵是，它在真空條件下精確地重現了愛因斯坦引力論，但當加入物質後，它會產生新的效應。由於這個特徵，修正後的理論在早期的宇宙或黑洞等高密度區域中的表現尤為明顯。例如，該理論預測了均勻且各向同性時空的最大密度，而這可能隱含了黑洞形成過程的某些信息。
更引人入勝的是，從這個理論能得出一個全新的不包含大爆炸的宇宙模型。在大爆炸理論里，早期宇宙的狀態是一個奇點，這意味著宇宙曾經是無窮小的。然而，修正後的愛丁頓理論要求早期時空的尺度應該具有某個最小值，這意味著那時的宇宙不可能是一個奇點。該理論預言，在宇宙膨脹至服從標準宇宙學演化法則的規模前，宇宙可能曾經在很長一段時間裡保持著相對小的尺寸，具體時長取決於宇宙的初始密度。另一種可能是，宇宙可能曾經經歷過一次由上一個宇宙塌縮而造成的躍變，具體情況取決於宇宙的初始條件。任何一種沒有奇點的宇宙模型都將解決廣義相對論中困擾著科學家們的奇點問題，因為奇點在數學上是無法定義的。
在不久的將來，巴納多斯和費雷拉希望能對Born-Infeld引力作用量作更詳細的分析。雖然現在的研究僅僅集中在這套理論的經典行為上，但是量子行為也可能存在，例如在躍變的概念下。另外，兩位科學家計畫下一步研究它可能對宇宙常數造成的效應，這項工作沒有在這篇論文中展開。不過，他們也指出，該套理論仍然處於概念化的早期階段，在他們懂得如何去將它精確化之前，還有很長的一段路要走。
人物簡介
愛丁頓愛丁頓（Arthur Stanley Eddington，1882～1944）
英國天文學家和物理學家。1882年12月28日生於肯德爾，1944年11月22日卒於劍橋。1905年畢業於劍橋大學三一學院。1906～1913年在格林威治天文台任職，1913～1944年任劍橋大學天文學教授，1914年起任劍橋大學天文台台長。曾任英國皇家天文學會會長、物理學會會長、數學協會會長，並於1938～1944年任國際天文學聯合會主席。
愛丁頓的研究領域廣泛，在相對論、宇宙學、恆星內部結構理論和恆星動力學等領域都作出了創造性的貢獻。他早期的工作（1906～1914年）主要是研究恆星的運動和分布，研究成果收集在1914年出版的《恆星運動和宇宙結構》一書中。1919年他帶領一個觀測隊到西非的普林西比島觀測日全食，第一次證實了愛因斯坦的廣義相對論所預言的光線的引力彎曲現象（見廣義相對論的天文學驗證）。愛丁頓是英國最早研究廣義相對論的科學家，他所寫的《相對論的數學理論》（1923年）被愛因斯坦（Albert Einstein，1879～1955）譽為這個領域內最好的作品之一。
二十年代，愛丁頓在恆星內部結構的研究方面取得重大成果。他首次提出，在恆星內部能量由里向外轉移的方式主要不是對流而是輻射，並用輻射平衡取代了對流平衡。他於1924年從理論上確立了恆星的質光關係。這些研究成果都收在1926年出版的《恆星內部結構》一書中。愛丁頓是造父變星脈動理論的創始人之一。他摒棄了雙星假說，而用脈動假說來解釋造父變星的亮度變化和視向速度變化（見變星的脈動理論）。他在恆星大氣、線吸收、星際物質的物理性質和化學成分等方面，也作過一些重要的研究工作。
在第二次世界大戰期間，愛丁頓作關於廣義相對論的報告，一位物理學家對他說：“您是這世界上懂得並熟悉它的三個人中的一個。”據說愛丁頓的回答是：“我在想這第三個人是誰。”
