每日最新頭條.有趣資訊

愛因斯坦所謂最大錯誤是不是他自己說的?真相撲朔迷離!

你翻閱任何一本科普書籍,只要有關愛因斯坦的,往往都會有這樣一句話:愛因斯坦說,宇宙學常數是他一生中最大的錯誤。

愛因斯坦究竟有沒有說過這句話呢?

什麽是宇宙學常數

宇宙學常數的故事開始於一個世紀以前,愛因斯坦在提出廣義相對論的時候,陷入了一個困境。那時候所有人都認為宇宙就像一個無邊無際由星系和恆星組成的靜態網絡,物質在宇宙中均勻分布,永生不滅。然而愛因斯坦算出的廣義相對論方程解卻是一個動態的宇宙,這使得他非常苦惱,思索良久之後,愛因斯坦突然發現,只要在方程中隨手加入一個簡單的常數,就可將動態宇宙變成他哲學信念中矢志不渝的靜態宇宙,這個常數便被稱為宇宙學常數,用“Λ”來表示。

問題被天才的頭顱用天才的辦法極簡地解決了,愛因斯坦非常高興。然而就在這時,一位美國科學家震驚世界的發現傳來,把愛因斯坦剛剛放下的苦惱又抬上了他的眉頭。

宇宙在膨脹

這位美國科學家就是埃德溫·哈勃。1917年美國向德國宣戰,哈勃火線入伍,坐火箭升到了中校。然而戰爭很快結束了,哈勃並沒有機會上前線,1919年退伍後,他被威爾森天文台的喬治·海爾聘用,開始其一生都不再挪窩的天文觀測活動。

1929年,哈勃經過長期的天文觀測後,發表了一份石破天驚的觀測報告,指出螺旋星系的紅移與其徑向距離之間存在線性關係,這意味著宇宙在大尺度上正在膨脹,宇宙並不是靜態的!

放棄宇宙學常數

在宇宙膨脹的確切證據下,愛因斯坦在1931年初放棄了宇宙學常數,轉而發布了一個類似於弗裡德曼宇宙的膨脹宇宙模型。一年後,他再次發表了一個更簡單的宇宙模型,同樣沒有宇宙學常數。

至此,宇宙學常數由愛因斯坦的摯愛變成了最厭惡的東西,於是就有了那個傳言:愛因斯坦說宇宙學常數是他一生中最大的錯誤。

愛因斯坦究竟有沒有說過這句話呢?

20世紀物理學最偉大傳奇

這句話最早出自1956年,愛因斯坦去世後一年,物理學家喬治·伽莫夫在《科學美國人》雜誌上發表了一篇宇宙大爆炸模型的文章,裡面提出了這個引人入勝的歷史趣聞:愛因斯坦多年前對他說過,宇宙排斥的想法是他一生中犯下的最大錯誤。之後伽莫夫又在自己的自傳裡重複了這一說法,這個故事也就此成為20世紀物理學最偉大的傳奇之一。

愛因斯坦真的說過這句話嗎?

可能是伽莫夫的杜撰

2013年天體物理學家瑪利歐·裡維奧發表的一項研究說,愛因斯坦可能從來沒有發表過這樣的聲明。因為在幾乎所有提到愛因斯坦“最大錯誤”的文章中,通常都附帶了一個免責聲明,把鍋丟給了伽莫夫自己背著。這個聲明大致都會說,這句話可能是伽莫夫自己發明的。

看起來伽莫夫同學真是一個偉大的段子手,竟然杜撰了21世紀物理學史上的最大傳奇故事。

然而情況真的是這樣嗎?

伽莫夫可能被冤枉了

愛爾蘭沃特福德理工學院一位物理學研究員科馬克·奧萊布雷泰格在查閱更多文獻後,發表研究文章稱,伽莫夫同學可能受到了不公正的指責,因為愛因斯坦可能真的這樣說過,而且是和幾個人都說過。

許多人對伽莫夫的說法持懷疑態度的原因,一是因為在愛因斯坦的科學著作、個人論文、信件或書籍中,並沒有發現他說過這句話的記錄;二是伽莫夫雖然是非常著名的物理學家,大爆炸模型的提出者,還寫了著名的《物理世界奇遇記》,但他也是一個公認的酒鬼,一生都在和酒精做鬥爭,不幸每次都會敗下陣來;三是懷疑最先來自於二戰期間為美國海軍聘請愛因斯坦和伽莫夫擔任顧問的海軍中尉史蒂芬?布魯納爾,在1986年的一篇文章中,他認為伽莫夫可能誇大了他和愛因斯坦之間的互動。

但研究發現,愛因斯坦可能確實說過這句話,這與他從1931年就開始否認宇宙學常數的科學態度是一致的。之所以沒在愛因斯坦的文獻中發現這句話,是因為這是一個非正式的評論,而且在他晚年也很少涉及宇宙學;布魯納因為隻涉及海軍事務,文章可能也有一些誤導,一項關於伽莫夫和愛因斯坦之間通信的研究表明,二戰後他們之間有很多與美國軍方無關的互動。

最關鍵的是,並不是只有伽莫夫才說過愛因斯坦承認宇宙學常數是他一生中最大的錯誤。著名理論物理學家約翰·惠勒在《探索黑洞:介紹廣義相對論》一書中明確指出:“當我和愛因斯坦、喬治·伽莫夫一起走進高等研究院富爾德大廳的門口時,我聽到愛因斯坦對伽莫夫談到宇宙學常數時說,‘這是我一生中最大的錯誤。’”

伽莫夫的一位親密同事拉爾夫?阿爾弗也在普林斯頓大學網上留言板說,他和愛因斯坦曾經對宇宙膨脹的時間跨度問題有過一段對話:“解決這個問題的辦法是重新激活宇宙常數。但愛因斯坦不太喜歡這個,我記得他說過,他在早期作品中引入這個概念是一個錯誤。”

看來伽莫夫同學真的被冤枉了,愛因斯坦可能確實說過宇宙學常數是他一生中最大的錯誤。然而,宇宙學常數真的是錯誤的嗎?

宇宙學常數真的是錯誤嗎?

1998年,宇宙學常數再次峰回路轉,王者歸來,這次它的名字是我們現在已經耳熟能詳,佔宇宙物質能量總量68.3%的著名的暗能量了。

3位物理學家索爾·珀爾馬特、布萊恩·施密特與亞當·裡斯分別長官了兩個科學家小組,對大約50顆用來測量宇宙中星系距離的“標準燭光”——Ia型超新星進行了精確測定,結果發現宇宙正在加速膨脹,一股神秘的暗能量正是這種膨脹加速的推動力,而宇宙學常數被認為就是這股暗能量,三位科學家也因此獲得了諾貝爾獎。

不過故事依然在繼續,就在2016年10月,英國牛津大學的物理學家蘇比爾·薩卡教授,長官了一個小組,對更大規模的740顆Ia型超新星進行了更為精確的測量。結果表明,宇宙目前依然處於恆定膨脹速度,並未加速,這一結果發表在《自然科學》期刊上。如果真是這樣的話,宇宙學常數又該被驅逐出去了。不過這一結論太過驚人,目前似乎沒有什麽人提起。

看來愛因斯坦的自我批評實在太著急了一些,宇宙學常數究竟是不是錯的,到現在也是撲朔迷離,難以厘清。

獲得更多的PTT最新消息
按讚加入粉絲團