宇宙的命運問題#

用場方程求解整個宇宙#

有了廣義相對論的場方程，愛因斯坦做了一件極其大膽的事——把方程應用於整個宇宙，試圖求解宇宙的整體結構和命運。

三種可能的宇宙#

方程的解取決於宇宙中物質的密度，對應三種空間曲率：

• 正曲率（球面）——物質密度大，宇宙是封閉的，最終會收縮
• 負曲率（馬鞍面）——物質密度小，宇宙是開放的，會膨脹
• 零曲率（平坦）——物質密度恰好，宇宙也會膨脹

三種解有一個共同點：宇宙不可能是靜止的！ 它要麼在膨脹，要麼在收縮，就是不能一動不動。

愛因斯坦的「最大錯誤」#

這個結論與當時所有人的信念相矛盾——人們普遍認為宇宙是永恆不變的。

面對自己方程給出的答案，愛因斯坦失去了勇氣：

• 他在方程中人為添加了一個**「宇宙常數」（cosmological constant, Λ）**，強行讓方程給出靜態宇宙的解
• 這完全違背了他一貫的風格——本應勇敢接受正確原理推導出的後果

哈伯的觀測#

幾年後，天文學家哈伯（Edwin Hubble）通過觀測發現：

• 遙遠的星系都在發生紅移
• 紅移意味著它們在遠離我們
• 宇宙確實在膨脹！

愛因斯坦對此深感後悔，稱宇宙常數是他「一生中最大的錯誤」。他本有機會從純理論出發預言宇宙膨脹——這將是人類思想史上最偉大的預言之一——但他怯懦了。