宇宙真的膨胀吗?为什么爱因斯坦不相信?

摘要:北京时间20200113关于【宇宙真的膨胀吗?为什么爱因斯坦不相信?】的具体情况和说明,让www.910ff.com新闻频道以图文形式为您慢慢道来。

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首先,地心说有非常严格的定义,其次地心说是建立在极其严格的观测数据之上的,这些数据都是地心说的证据,最后,地心说提供了可被证伪的方式,我们只要证明宇宙中的天体不都是绕着地球转就可以证伪它。而且地心说是一套很严密的逻辑和数学推演的产物,可以预测许多现象,而且在2000多年前,这个理论真的就够用了。所以,你发现没有?

科学理论比的不是谁更正确,因为他们都有足够的证据作为支撑,它们实际上比的是谁更准。哥白尼刚提出日心说时,并没有得到广泛的认可,这是因为哥白尼的日心说和托勒密的地心说比起来,精度是差不多的,并没有好到哪里去。

直到后来伽利略提出了惯性定律和通过观测证明了不是所有的天体都绕着地球转,开普勒提出了天体运动不是圆,而是椭圆。这时候,日心说的精度大幅度提升,远远超过地心说。这才使得日心说广泛流传起来。因此,我们发现,观测到的现象就是那么多,而哪个理论更好,比的是谁的误差更小。

这个道理同样适用于“宇宙到底是不是膨胀”这件事。

宇宙到底是什么样的?

实际上,从有人类文明开始,天文学就开始蓬勃地发展。人类很早就在思考宇宙到底是什么样子的?

但是最早的人类认为宇宙在大尺度上是永恒的。意思是就是说,宇宙从大尺度上看,是不随着时间的变化而变化的。这样的观念其实怪不得古人。因为几千年来,人类观测到的宇宙现象几乎很少会有变化,这才会让他们觉得宇宙是几乎不变的。

后来,牛顿提出了万有引力定律,这个的观念再度被加强。我们来试想一下,万有引力描述的是两个物体之间的吸引力。如果宇宙是一个物质主导的宇宙,那问题就来了,物质之间都是引力,这势必会在引力的作用下向中心靠拢,最后收缩成一个点。但实际上,我们观测的结果,好像宇宙就不曾发生过收缩。这其实让牛顿很纠结。于是,他提出宇宙应该是无限大,处处都是中心,处处引力都平衡。

牛顿的观念一直延续到20世纪初,爱因斯坦其实也认为宇宙应该是静态的。他在提出广义相对论时,就发现广义相对论中的引力场方程预示着宇宙正在发生膨胀。为了抵消这个膨胀的效应,爱因斯坦在方程中添加了一个宇宙学常数,只要进行合理的取值,宇宙就可以是静态的。

宇宙终究还是膨胀的

但是,没过多久,爱因斯坦就被打脸了。当时有个著名的天文学家哈勃,他在观测银河系外的星系时,就发现大多数的星系都在发生红移。这个现象说明绝大多数的天体都在远离我们。

可问题是,这个现象很诡异。要知道,如果是各个星系都自己在运动,那看到的现象应该有的在靠近我们,有的在远离我们。而不是离我们很远的都在远离我们,只有离我们足够近才会靠近我们。

因此,哈勃的观测就是宇宙膨胀最有利的证据。但远远不止哈勃的证据。根据哈勃的观测,我们可以反推出,宇宙应该诞生于一个奇点,起源于一场大爆炸。而科学家在提出宇宙大爆炸理论时,也提出了两套证据,分别是宇宙微波背景辐射和氦元素丰度,这后来也被验证。

到了1998年,科学家在观测Ia型超新星时,就发现宇宙在加速膨胀。当时,这个证据也受到了挑战,但是我们从宇宙微波背景辐射中,是可以计算出宇宙中物质的占比的,其中提供与引力相反的斥力的暗能量占据了绝对的主力。

正是在暗能量的作用下,宇宙发生了加速膨胀,而最早宇宙膨胀的动力则是来自于宇宙大爆炸。

因此,我们可以说,宇宙膨胀有2个理论基础,爱因斯坦的广义相对论和宇宙大爆炸理论。有3个证据,哈勃观测到的星系红移,1998年,科学家观测Ia型超新星的结果,以及宇宙微波背景辐射。这些理论加上观测,才使得宇宙膨胀的事实被接受。


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