愛因斯坦靜態宇宙模型

愛因斯坦靜態宇宙模型

愛因斯坦於1915年提出廣義相對論後,1917年用它來考察宇宙,建立了現代宇宙學中的第一個宇宙模型。由於當時尚未發現河外星系的普遍退行現象,他的模型是一個有物質無運動的靜態宇宙。若假定宇宙中物質的分布鬆散,解引力場方程可得出愛因斯坦靜態宇宙度規如下:式中r,θ,嗞為球極坐標,t為宇宙時。由此建立的模型是一個有限無邊的封閉宇宙,宇宙半徑R和宇宙常數Λ的關係是Λ=1/R2。宇宙空間體積是2π2R3。若用ρ表示宇宙物質平均密度,宇宙總質量就等於2π2R3ρ。

正文

愛因斯坦靜態宇宙模型
愛因斯坦靜態宇宙模型
愛因斯坦靜態宇宙模型:愛因斯坦是現代宇宙學的奠基人,他1915年提出的廣義相對論成了現代宇宙學的理論工具。1917年根據狹義相對論提出的宇宙模型:主張宇宙是一體積有限沒有邊界的靜態彎曲封閉體。克服了牛頓理論和無限宇宙的矛盾,是第一個自洽統一的動力學宇宙模型,是現代宇宙學的開端。膨脹宇宙模型以宇宙膨脹為前提的宇宙模型。
愛因斯坦首次用引力場方程來研究宇宙的整體,開創了理論宇宙學的新學科。在他提出“有限無界的靜態宇宙”模型時,已經感覺到了“宇宙有引力收縮的趨勢”,為了不讓這個不情願的趨勢破壞了美好的靜態,他特別引入了一個反引力的“宇宙常數”以抵消這種引力收縮的趨勢,從而人類失去了一項重大的科學預言的機遇。1929年哈勃觀察到星系光譜紅移和距離的線性關係,即所謂哈勃定律。人們把紅移歸結於宇宙的膨脹,並推論宇宙是由於一百多億年前的一次大爆炸產生的,產生了標準的大爆炸宇宙學理論。當愛因斯坦得知了哈勃發現的“宇宙普遍在膨脹”的事實後,愛因斯坦承認自己引出的宇宙常數犯了一個關鍵性的最大錯誤。事實上,愛因斯坦在黑洞問題上最初也由反對意見。1916年,史瓦西從愛因斯坦的場方程得出了引力坍縮的解,即描述黑洞的解。可是愛因斯坦當時卻認為物質不可能如此緊緻,並著文認為這是荒謬的。後來的歷史證明,黑洞是天體物理中最重要的物體,近年來的天文觀測,使人們普遍認為在眾多星系的中心都存在著巨大質量的黑洞
科學發展的局限性,使愛因斯坦也屈服於不能解釋的觀測中,可以理解愛因斯坦當時的處境與心情。當然也就引發了更大的科學謊言——宇宙大爆炸,使好多科學家的研究也進入歧途。今天,我們對愛因斯坦靜態宇宙模型重新認定,因為引力基波這個基本粒子的發現,就可以對宇宙常數給出具體的數學推導,它的某些約定可以使我們對宇宙天體的組成產生新的認識。

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