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五百年前，东谈主类还为地球是不是天地的中心争论不时。通过对火星轨谈的不雅测，尤其启动使用机敏的千里镜后，太阳是咱们天地中心的事实，终于尘埃落定。千里镜也像魔镜一样，掀开东谈主类的视线，直直伸向几近无限的天穹。

01 绽放的天地

爱因斯坦最为东谈主知确虽然是他的相对论。相对论中有个广泛想法，便是能量和物资的调节。那时核物理尚未出现，离第一颗原枪弹爆炸还有40年，他就先把原枪弹的中枢物理放在那，等以后的东谈主类使用。

▲爱因斯坦画像 (图片源流于千图网）

他的理解析，能量E和物资静止时的质地m，可透过公式E=mc2彼此调节(c 为光的速率 )。一小块东西要是完全依这个公式更正成能量，将巨大无比，是核能的源流。经过当代粒子加快器中实考阐发，光能量也可称光子能量，和物禀赋量间的彼此调节，着实有如阳光大路，领路无阻。

爱因斯坦看得很明晰，物资和能量既然这样容易彼此调节，那能量（即光子）也应像物资一样，受万有引力完结。飞在天上的东西最终会往地下掉，光当然也该朝有重力场的标的逶迤吧?

星光向太阳标的逶迤的忻悦，在1919年日全食时，扎塌实实地被东谈主类测量到了。爱因斯坦的预言被阐发，通宵之间使他成为东谈主类有史以来最为东谈主知的科学家。

这个物理试验，惊天地，泣鬼神!自此，光子与重力都飞，能量共物资一色。

但到当今东谈主们还常问，天地以强势的“大爆炸”拉开序幕时，就惟一那么一团“热气”，看不到以后遍布天地的物资材料，像星星、月亮、峻岭、大海什么的，它们从哪来的呢?

问得好!

天地“大爆炸”上台时，全身披挂的便是那团电磁波能量的“热气”爆炸后膨大，一膨大就启动冷却、降温。在不同温度，经过能量调节特定质地的公式，启动将光能量滚动为物资，制造出好多种种粒子和反粒子如质子和反质子，电子和反电子( 正子)等。重的粒子如中子，在温度约11亿度时，由能量调节成雄厚物资。轻的如电子等，会在较低的温度雄厚出现，皆按爱因斯坦给咱们的物理定律现身和劳动。

▲天地星云

天地大爆炸时的那团“热气”，莫得爱因斯坦的能量和物资彼此调节的表面，东谈主类就无法知谈天地中物资奈何出现。爱因斯坦老早将表面摆在那等了好几十年，才被东谈主类用在天地发源上。

爱因斯坦的光子能量，除了能由“热气”变成粒子外，还有另一个感天动地的特质，便是，光子在天地中跑的速率恒定不变。

在爱因斯坦之前，19世纪的东谈主类，合计光的传播需要介质或载体。水波要在水中才能传播，那么光也得需要介质，即以太(ether)，才能传播才是。光在以太中传播的速率，应和以太本人的速率关系。换言之，只消以太这类介质存在，光在以太中传播的速率就可快可慢。

于是东谈主类启动贫乏地在天地中寻找以太，但终末居然发现天地中莫得以太这玩意儿。以太不存在，给了爱因斯坦灵感，就条件光在天地中传播速率恒定。( 作家注: 光速恒定，对测量光速的坐标轴有一定的条件，下文再盘考。)

速率一般以距离除以期间来算计。当今光速不变，那对距离和期间的条件就要减弱。于是，爱因斯坦的相对论中，期间和空间都可伸缩，以达到光速恒定不变的条件。

牛顿力学中，空间是空间，期间是期间，两者之间莫得攀扯互动，只管我方，以都备分离气象，亘古独随即流动。当今爱因斯坦条件光速恒定，期间空间都能伸缩，他更进一步把期间的一维空间和空间的三维空间缝织在沿途。期间与空间搀杂，你中有我，我中有你，时空伸缩有序，太神奇了！

爱因斯坦一下子，又把东谈主类带上了个更高峻的天地平台。

爱因斯坦的天地名义看来和牛顿的一样，因万有引力都得向收缩塌陷的标的歪斜。爱因斯坦的相对论再伟大，照旧不得不袭取牛顿静止天地的魔咒，只好铆足了劲，让高速相对运转的天体要紧刹车，以期产牛静止宁宙的忻悦。于是，肤浅清秀的广义相对论公式，就硬被加上了一条无关的反重力场的“天地常数”( cosmological constant) 尾巴。

爱因斯坦的天地，是一个四维空间的时空几何结构，其中含有一般三维空间曲率想法。在每个算计中，曲率数值可预设: 膨大(马形)宇曲率为负值，收缩(球形)天地曲率为碰劲，不胀不缩(笔直)天地曲率为零。爱因斯坦的相对论公式看起来肤浅，但实为一个4 x 4=16个公式同期开拓的张量联立方程式(作家注:其中6个重迭，实得10个寂寞方程式 )，要代代众人用功表面解读，愚弄于零碎案例，才能一窥天廷庙堂的奥秘。

比如“黑”亦然广义相对论公式的零碎案例。史瓦兹西产德( KarSchwarzschild，1873-1916)以爱因斯坦相对论导出黑洞数学表面但爱因斯坦本东谈主并不接收这类隐秘天体存在的说法。又如，重力场在旋转天体近邻，几何方法就会像水流涌进浴缸排水口一样，产生重力场涡流忻悦。众人们花了好大的力气，才从相对论中挖掘出这块瑰宝。而NASA要经过42年研发，耗资7亿7千万好意思元，在2004年才将“重力探伤器 （BGravity Probe B)奉上绕极太阳同步轨谈，印证了爱因斯坦所说，旋转重力场会产生细小惯性陀螺标的的变化。

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爱因斯坦的相对论，以通盘天地为试验室，场合海浪壮阔，并不是盏省油的灯。用试验来考证相对论，动辄需耗资几十亿好意思元，费时数十载在咫尺金融海啸和国债泛滥的期间，经费和东谈主力源流并不充裕，时常捉襟见时，只得咬紧牙关前行。

爱因斯坦的天地究竟是胀照旧缩，就连他本东谈主也看不明晰，只详情天地中的天体是动态的。但在1915年前后，爱因斯坦仰望星空，看到的已经牛顿静止天地的紧箍咒，魔法依旧高悬。

其实，爱因斯坦相对论呈现出来的天地，和牛顿的都备静止的天地在想法上是不同的。牛顿的天体，得完好地、坚固地安排在一个无限大和无限久的天地中。而爱因斯坦的天地，是一个在动态下平均值为静止的宇亩。这好比纽约第42街期间广场上的东谈主潮，东谈主来东谈主往，相继比肩，移动不啻，各向主见识前行。但仔细不雅察，往北走的和往南走的东谈主一样多，往东的也和往西的同数，而且群众行走的速率差未几。要是把通盘行东谈主的速率正负加起来平均一下，可能离零速率不远，这便是爱因斯坦思要达到的一个在动态下静止的天地。

爱因斯坦和牛顿得回相似论断: 别跟天斗，一动不如一静，照旧严慎为妙。

稍稍不同的是，牛顿遭受难题时求援天主挽救，而爱因斯坦相比牛决定独力新生，在他的表面中，加上了一条反重力场的天地常数尾巴，企图以东谈主类发明的物理定律来均衡天地，自求多福。

02 对天地大爆炸的相识

以当今“暴胀”表面的相识，138亿年前，天地发源时有个大爆炸事件。爆炸前的天地超小，光能症结横渡，通盘天地之光亲密构兵、搀杂搅动，变成超均匀气象。爆炸启动后的10-35至10-32秒间，天地以奇高无比的“伪真空”( false vacuum )量子回荡能量，以特出光速1亿亿亿倍的速率，一下子把天地“暴胀”了至少近1亿亿亿倍。

▲天地膨大

暴胀速率太快，超均匀的光波莫得期间调整，依然以超均匀气象存在。暴胀后，天地半径暴增，像一个被膨大成几近无限大的气球一样，在有限的限制内，气球名义就像一个平面，见不到逶迤度。故“暴胀”表面能合相识释咱们天地中呈现的电磁微波超均匀和天地笔直的忻悦。

暴胀后的天地，充满了高能量的光子、电子、中微子、质子、中子以及它们的反粒子等，在极高温下，变成原始腌臜的等离子体，光子和电子质子之间这推不停，产生了声波回荡。天地络续膨大、络续降温，转瞬37.6万年曩昔了。比及天地的温度降到3000K，电子速率够慢了，就被质子逮个正着，中性氢原子出现了，等离子体跟着就没电了，光子推不到质子和电子，声波回荡就如丘而止。光子莫得电子和质子挡路，在终末片刻那，就以电磁微波记载下天地37.6万年时的太空形象，然后陪伴膨大的天地同步起舞，138亿年后，被贝尔试验室的大耳朵听到。

而不带电的中性材料，在大爆炸后天地留住的量子升沉的胎记领导下启动朝物资多的场合凝合。2亿年后，重力场终于激励了氢转氨的核变，发出了第一谈光，星星出现了，星系不久后跟进。天地又络续膨大了136亿年，展现出当下平和笔直的星空，秀美瑰丽，供你我玩赏颂赞。

肤浅地说，咱们的天地，便是这样发源的。

1965年天地电磁微波被发现后，狄基就地判断微波属于黑体辐射，并从东谈主类能在天地活得好好的事实料想，天地应有平和笔直的几何特质。斯穆特认定天地咫尺辽远星系凝合，包括东谈主类生命安身地地球，微波中应含悲天悯东谈主的不均匀的原始胎记。黑体辐射和不均匀部分的侦测，只可到天上去作念。

第一代天地微波测量卫星阐发了黑体辐射，并测量到天地的不均匀部分。数年后，经过大地对超新星的不雅测，发现了隐秘的暗能量。再快马加鞭，从南极洲气球试验，测量出天地一直是在一个平面上膨大，平和笔直的天地终于在20世纪末定案。21世纪初辐射的第二、第三代天地微波卫星以节节攀登的分辩率，更精准地测量了天地的笔直度，并掀开和咱们天地外的天地疏导的管谈。

咱们的天地，在震慑的超均匀中，含有悯恤的不均匀内涵，使脆弱的东谈主类生命有安身之地。而不均匀的分拨图形，刚好提供了笔直几何特质解析出天地平和的一面。

恰是，天地中有深奥的韵律和平和的东谈主性。

超均匀、不均匀和笔直，都应是天地在发源时极高能量大爆炸的行为下，留住的原始胎记。这些胎记，佩戴着天地发源的奥秘。

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2023.08.02

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