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【交流】现代宇宙学的理论基础
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现代宇宙学的理论基础 1916年爱因斯坦发表广义相对论，1917年爱因斯坦就开始试图根据广义相对论方程推导出整个宇宙的模型。现代宇宙学一般是指在爱因斯坦提出他的第一个宇宙模型后，其他宇宙学家提出的各种各样的宇宙学模型。这些宇宙学模型的一个共同特点就是都以爱因斯坦的广义相对论方程和爱因斯坦提出的宇宙学原理为基础。爱因斯坦自己提出的第一个宇宙模型时，爱因斯坦认为宇宙应当是有限和稳定的。但是在爱因斯坦用他的广义相对论方程加宇宙学原理而得出的所谓宇宙学方程后，他发现数学上无法得到他所需要的解。为了在数学上得到他所需要的解，爱因斯坦在他的谓宇宙学方程中加入了一个所谓宇宙学常数。1922年弗里德曼（弗里德曼，前苏联宇宙学家，英文译名 Friedmann）发现了广义相对论引力场方程的一个重要的解，即弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规。1924年他发表论文阐述了膨胀宇宙的思想。这样弗里德曼证明了没有宇宙学常数的爱因斯坦宇宙学方程数学上是可以有解的。只是这个解的解释是宇宙应当处于膨胀或收缩状态，宇宙不可能处于静止状态。 1929年爱德温•哈勃得出星系的红移和距离成正比关系后，宇宙膨胀的理论得到大部分宇宙学家的认同。因为大部分宇宙学家认为星系的红移只能用星系运动的多普勒效应来解释。爱因斯坦在后来见到哈勃时也公开承认：他一生中最大的错误”是在爱因斯坦方程式中引入宇宙学常数。这样，宇宙膨胀的理论在科学界的统治地位就此确立。 其它天文观测结果，如微波背景辐射的存在，氦元素的宇宙丰富度等，都被认为是宇宙大爆炸的观测证明。不过天文观测结果不能成为现代宇宙学的理论基础。 |
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