宇宙是大爆炸形成? 爱因斯坦有犹豫
2014-03-02 02:38
一份被科学家忽视数十年的手稿显示，阿尔伯特·爱因斯坦曾经涉足一个宇宙大爆炸替代理论，他提出宇宙在稳定和无限地扩大。这份手稿写於1931年，手稿内容不难让人们联想起英国天体物理学家Fred Hoyle在近20年後支持的稳恒态理论。不过当时爱因斯坦很快就放弃了自己的观点，但手稿显示他仍对宇宙是在一次爆炸中形成的观点犹豫不决。
上世纪20年代，大爆炸理论获得了观测数据的支持，当时美国天文学家Edwin Hubble等人发现，遥远星系正在不断远离，并且宇宙本身也在膨胀。这似乎暗示着，在过去，宇宙是一锅非常稠密炙热的「原始肉汤」。
但是，自上世纪40年代後期以来，Hoyle认为宇宙可能在永恒地扩展，并且保持着恒定的密度。而宇宙通过不断增加新物质来保持这一发展状态。之後，粒子将合并形成星系和恒星，而它们将以合适的速率发展，逐渐占据宇宙膨胀制造出的额外空间。Hoyle的宇宙是无限的，因此它的大小并没有随着其膨胀而改变，它始终处於一个「稳定状态」。
最新公开的手稿显示，爱因斯坦在更早时也描述了一个基本相同的理论。「如果密度保持不断，新粒子必须不断形成。」他写道。该手稿被认为是爱因斯坦於1931年在美国加州旅行时写下的，部分原因是它被写在美国的便条纸上。
该手稿被收藏在耶路撒冷爱因斯坦档案馆中，人们能够在该馆网站上自由浏览，但是它一直被错误地归纳为爱因斯坦另一篇论文的初稿。爱尔兰沃特福德理工学院物理学家Cormac O’Raifeartaigh表示，当意识到这份手稿讲述的内容是什麽时，自己几乎从椅子上跌下来。他和同事在arXiv预印本服务器上公开了他们的发现，以及爱因斯坦德文原稿的英文译本，同时，他们将论文刊登於《欧洲物理学期刊》上。
「该发现证实，Hoyle并不是一个怪人。」研究合作者、英国剑桥大学科学历史学家Simon Mitton说。Mitton曾撰写《Fred Hoyle：科学人生》。无论如何，爱因斯坦曾考虑过稳态宇宙模型是不争的事实，而这将为Hoyle有关这一问题的辩论增加筹码。「如果Hoyle知道，他肯定会用它来重击对手。」O’Raifeartaigh说。
普林斯顿大学宇宙学家James Peebles表示，这个手稿可能是「一个始於新点子带来的兴奋的草稿，但作者意识到被自己欺骗後，就立刻放弃了」。而且似乎没有记录显示爱因斯坦曾经再次提到过这些运算。
但实际上，爱因斯坦推算了稳定状态概念，以表明自己对大爆炸理论的一贯抵制。即便其他理论物理学家证实大爆炸是广义相对论的自然结果，爱因斯坦也觉得它「糟糕透了」。O’Raifeartaigh及同事指出，在天文学家发现宇宙膨胀证据後，爱因斯坦放弃了对静止宇宙的偏袒，而一个稳态宇宙将是下一个最好的选择。
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