因此,愛因斯坦修改了他的方程。他特意增加了一項(xiàng)被稱為宇宙常數(shù)的參數(shù),以防止宇宙的坍塌。在當(dāng)時看來,這就像在賬本上人為地加上或減去若干金額,以使收支平衡。只要選的數(shù)目合適,我們一定可以使總額和銀行對賬單保持一致。但這樣做的目的僅僅是為了維持表面賬面上的平衡,并使我們可以在稍后的日子里找到產(chǎn)生差額的原因。

以這種目的引入的宇宙常數(shù),并沒有什么真正的物理思想(在任何情況下,前面提到的動機(jī)都不是一個長期可行的解決方案),但它使得愛因斯坦可以在不假設(shè)任何詭異時空拉伸的情況下模擬出宇宙的形態(tài)。這種情況至少持續(xù)到12年后——直到一些執(zhí)著的天文學(xué)家決定真的去測一測這種拉伸。

1929年,埃德溫·哈勃發(fā)表了他第一篇關(guān)于星系和退行速度之間奇妙關(guān)系的論文。他發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)方的星系似乎都在離我們而去,而且距離越遠(yuǎn)的星系,遠(yuǎn)離的速度就越快。一個距地球兩倍遠(yuǎn)的星系,將具有兩倍的退行速度;一個三倍距離的星系,就具有三倍的退行速度。這恰恰是我們在一個膨脹的宇宙中將看到的情形。

哈勃的觀測為我們提供了令人信服的證據(jù):宇宙不是靜態(tài)的。正如亞歷山大·弗里德曼(Alexander Friedmann)和喬治斯·勒梅斯(Georges-Henri LeMa?tre)從最初未被修改的廣義相對論方程中所得到的宇宙模型預(yù)言的那樣,時空本身在發(fā)生膨脹。在獲知哈勃的結(jié)果后,愛因斯坦立即刪除了宇宙常數(shù),并將它稱為“最愚蠢的錯誤”。1他完全接受了宇宙在膨脹和演化這一革命性的新觀點(diǎn)。

宇宙拉伸

我們也許在頭腦中很難想象這種膨脹——空間怎么能“膨脹”呢?哈勃對星系的觀測結(jié)果,與炸彈爆炸后彈片的飛行軌跡是一致的。那我們是否可以簡單地假設(shè)地球正處于宇宙的中心,是遠(yuǎn)古時期爆炸發(fā)生的地方呢?事實(shí)上,科學(xué)家們有充分的理由不去做這樣的假設(shè)。因?yàn)檫@意味著地球必須在宇宙中占據(jù)著難以置信的特殊地位。但實(shí)際上我們對宇宙了解得越多,就越會發(fā)現(xiàn)地球的平庸。地球僅僅是一顆圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的普通行星,而太陽則是銀河系外圍的一顆普通恒星,甚至銀河系本身都只是宇宙中的一個普通星系。更重要的是,我們通過各種不同方式所獲得的新證據(jù),無論是星系的分布還是大爆炸的微弱殘留,都符合所謂的“宇宙原理”。