并不是所有物体均有热胀冷缩现象。膨胀的不知天高地厚,膨胀的忘乎所以。你不知道宇宙在膨胀,宇宙也不知道你在膨胀,因为都睡着了。你睡觉的时候,宇宙也在睡觉,宇宙膨胀的时候,你也在膨胀。可是事情没完,宇宙膨胀学说提出来之后,宇宙学家们便开始猜测:宇宙既然在膨胀,那么……说明宇宙有个膨胀的起源?这个膨胀的起源是什么?用说嘛,肯定是一场大爆炸!于是宇宙学家们便开始猜测宇宙的原始形态,首先他们提出的构思便是“宇宙最开始是由一个密度极高、比原子小的火球爆炸而成”。

什么是宇宙的膨胀?

什么是宇宙的膨胀

作者/赖仲达(欢迎加关注)谢谢邀请。这个问题的起源要先从相对论和光量子理论创始人阿尔伯特·爱因斯坦讲起。1916年,为了克服狭义相对论当中“惯性系”不可准确定义的问题(没有绝对静止和绝对直线运动),爱因斯坦提出了第二种相对性理论,他把一切参考系都设定为“物理规律不变”,即提出一条广义相对性原理:在一切参考坐标系下,物理规律不变。

在这个公设的基础上,爱因斯坦又提出了等效原理,认为引力和局部惯性力是等效的,然后由此发展出了一套新的理论:广义相对论。广义相对论仍然是建立在“闵可夫斯基时空”的基础上,即时空有四个维度,其中三个是空间向量(x,y,z),另外一个是时间向量t,在四维下,许多三维物理量都得改变。但是与众不同的是,爱因斯坦又创造性的将黎曼几何带入到了闵可夫斯基的时空观当中去!这意味着啥呢?意味着时空需要用可弯曲的几何学来描述!在这种基础下,时空是可以弯曲的,而且爱因斯坦认为,时空的弯曲正是引力。

他同时导出了一个方程:这个方程的意义是:里奇张量Ruv那一项描述了时空的度规情况,即时空弯曲的分布;而后面Tuv那一项则描述了物质的能量动量张量,这是意思呢?就是物质在时空当中的分布情况!时空的弯曲=物质的分布!这个爱因斯坦场方程被誉为广义相对论最优美的方程之一,它堪称完美。但是,爱因斯坦却从中发现了一个小问题:如果按照场方程的计算,整个四维(x,y,z,t)时空本身应当处于一种运动状态,而这个状态却和他当时所认知的静止宇宙观不同!为了解决这个问题,爱因斯坦在他的引力场方程当中加了一个常数项 Λ,用来抵消时空的运动。

这样时空就保持静止了。爱因斯坦松了一口气。可是没想到,几年过后,一个天文学家哈勃突然发现了重要现象:他通过对“造父变星”的观测,成功发现了一个异常:整个宇宙,似乎都在离我们远去!利用多普勒效应可以看出星体远离时会发生红移现象。这说明了什么?这说明……宇宙在膨胀!宇宙在膨胀!爱因斯坦听闻后,追悔莫及,他马上删除了宇宙常数项,并声称“这是自己犯得最大的错误”。

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