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美媒:令宇宙爆炸的等式

(2015-12-02 12:01:23)
标签:

教育

文化

杂谈

分类: 其它、综合
                                              美媒:令宇宙爆炸的等式

2015-12-01 来源:参考消息网 

核心提示:正是在100年前的这一天,在欧洲深陷世界大战之黑暗深渊之际,阿尔伯特·爱因斯坦写下了一个永远改变我们理解空间、时间和物质之方式的等式。

参考消息网12月1日报道 美国全国公共广播电台网站11月25日刊登《令宇宙爆炸的等式》一文,作者为美国达特茅斯学院自然哲学、物理学和天文学教授、理论物理学家、宇宙哲学家马塞洛·格莱泽。文章全文如下:

正是在100年前的这一天,在欧洲深陷世界大战之黑暗深渊之际,阿尔伯特·爱因斯坦写下了一个永远改变我们理解空间、时间和物质之方式的等式。

在 很大程度上,这一等式还改变了我们理解自身的方式,突然间,包裹在数学卷积中的宇宙本身成了一个充满活力、处于演变之中的实体,并被赋予了一段历史。在这 一历史中,恒星的诞生和死亡,新生行星中化学元素的生成以及组合成复杂化合物,成了一个持续存在的特点。在这儿,作为这部宏大宇宙戏剧——我们是这部戏中 不可或缺的演员——的一部分,生命开始发展(在其他地方也可能是这样)。大爆炸,黑洞,时空扭曲,虫洞,时间机器,甚至我们的全球定位系统设备,在某种程 度上均有赖于爱因斯坦创立的这一杰出理论,这种描述万有引力的新方式。

我不禁写下这一等式:Rmn-1/2gmnR=8pG Tmn。无疑,读者认识将两边分开的等号。左边这些看上去深奥难解的符号描述的是空间几何和时间流。右边的Tmn描述的是能量和物质在空间中如何分布,无 论运动与否(G就是自1686年以来已在牛顿的万有引力定律中出现的万有引力常数)。换句话说,这一等式将空间几何和时间流与物质在空间中的分布联系起 来。伟大的物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒曾经写道,物质告诉空间如何弯曲,空间告诉物质如何运动。这正是爱因斯坦广义相对论的精髓。很多物理学家认为, 广义相对论是人类迄今为止创立的最美妙理论。

在这一理论得到验证前,爱因斯坦就相信,他的理论是正确的。一名记者曾问他,如果这一理论是错误的,他会怎么办。爱因斯坦的著名回答是:“那么,我会为上帝感到遗憾。这一理论是正确的。”

对 上帝以及爱因斯坦而言,幸运的是,这一理论是正确的。爱因斯坦根据这一理论所作的惊人预言得到了高度精确的证实:从遥远恒星出发、来到地球的光在途经其他 恒星时发生弯曲:在强大引力场中,时间会放慢;由于靠近太阳,水星的轨道在缓慢运行,就像一个陀螺。换句话说,大型集聚物质会以可测量的方式令空间几何弯 曲、并影响时间流。

在全世界的人们庆祝广义相对论100周年之际,很多问题仍然没有答案——这些问题无疑会令爱因斯坦震惊。

例 如,如果我们将这一理论适用于宇宙,那么,回到时间开始之初,空间会收缩至一个体积为零、具有无限能量的点。显然,这样一种荒谬的情况不可能是宇宙历史的 开始。在一种原本健全的理论展示出此种“奇点”时,我们知道,出现错误了。在这儿,错误之处是,我们不能将爱因斯坦的万有引力理论适用于非常接近于时间开 始亦即大爆炸之际。需要另一种理论,很可能是一种无惧于面对极微小距离的理论,例如描述原子和次原子粒子的行为的量子理论。但我们尚不知道如何处理量子与 爱因斯坦相对论的这种联姻。

1998年,在人们发现宇宙不仅在膨胀而且是在加速膨胀后,浮现出另一个宇宙之谜。这一阶段显然始于大约50亿年前,原因目前仍然不明。令人震惊的是,在宇宙质能中占70%的暗能量——我们不知道这种暗能量到底是什么——在发挥作用、推动宇宙加速膨胀。

以尽可能最佳的方式,爱因斯坦的美妙理论导向证实其正确性的美妙试验——导向试图将其正确性扩展至与现有试验相去甚远的领域的美妙模型。如今,我们生活在爱因斯坦的魔咒下,在浮现于他的理论的奇异宇宙中。我们才刚刚开始探索隐藏在那些深奥难解符号下的一切。

如果知道事实上每个星系中心都有一个巨大黑洞,不喜欢黑洞的爱因斯坦将大惊失色。但是,他必定会对他开启的这场革命——这一代人以及未来很多代人的奇迹与灵感之源——感到欣喜。

广义相对论,百岁生日快乐!

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