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愛因斯坦的方程表明宇宙應(yīng)該是演化的而非靜止的,這促使他引入宇宙學(xué)常數(shù)以維持當(dāng)時(shí)被廣泛接受的宇宙圖景。
暗能量讓愛因斯坦曾放棄的宇宙學(xué)常數(shù)重獲生機(jī),并重塑了主流的宇宙模型。
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阿爾伯特愛因斯坦在完成廣義相對(duì)論后不久——這一理論框架改變了物理學(xué)對(duì)引力的理解——便將這些方程應(yīng)用于一個(gè)更宏大的問題:宇宙是如何隨時(shí)間變化的。
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從引力入手是很自然的選擇。宇宙整體上是電中性的,因此電磁力無法解釋其在最大尺度上的表現(xiàn)。愛因斯坦當(dāng)時(shí)對(duì)強(qiáng)核力和弱核力一無所知(公平地說,那時(shí)沒人了解這些力),但這兩種力都只在極短的距離內(nèi)發(fā)揮作用。
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宇宙學(xué)因此從引力開始。當(dāng)物理學(xué)家將物質(zhì)和能量匯聚成他們稱之為宇宙的東西時(shí),他們可以用愛因斯坦的方程來探究它應(yīng)該如何演化。這個(gè)答案讓他感到驚訝。廣義相對(duì)論自然地描述了一個(gè)動(dòng)態(tài)的宇宙——要么膨脹要么收縮,而當(dāng)時(shí)主流的科學(xué)觀點(diǎn)卻認(rèn)為宇宙是靜止的,并且在其整個(gè)歷史中都沒有變化。
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愛因斯坦讓宇宙靜止不動(dòng)
愛因斯坦沒有接受他的方程所暗示的結(jié)論,而是調(diào)整了方程以符合他那個(gè)時(shí)代的觀測(cè)結(jié)果和假設(shè)。他引入了一個(gè)宇宙常數(shù),用希臘字母Λ表示,廣義相對(duì)論原本就允許這個(gè)常數(shù)存在。這個(gè)常數(shù)是時(shí)空本身固有的引力影響,即使在其他方面空無一物的空間中也是如此。根據(jù)它的取值不同,它可以產(chǎn)生引力或斥力。愛因斯坦選擇了一個(gè)能抵消物質(zhì)引力的數(shù)值,使得他的宇宙模型能夠保持穩(wěn)定。
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幾年后,埃德溫哈勃發(fā)現(xiàn)宇宙正在膨脹,其他理論家如俄羅斯宇宙