爱因斯坦
更为神奇的是,原本是物理学领域的重大发现,使当时的天文学界也发生了“地震”。1917年,爱因斯坦将广义相对论理论应用到整个宇宙,发表了论文《根据广义相对论对宇宙学所做的考察》,建立了物理宇宙学。然而,当时从广义相对论出发建立的宇宙模型不是静态的,而当时的人们大部分都相信宇宙是静止不变的,为此,爱因斯坦还在方程中加入了一个宇宙学常数来进行修正。
大佬就是大佬,最终事实证明,天才提出的广义相对论所预言的引力透镜和黑洞,与有些天文观测到的现象完全符合。
亚历山大·弗里德曼:修复bug,还得我来
爱因斯坦提出广义相对论对天文学界震撼很大,但也无法完全得出宇宙大爆炸的结论,甚至还有一些小bug亟待去修复。
亚历山大·弗里德曼
苏联宇宙学家、数学家亚历山大·弗里德曼就成了修复这个bug的专家,他在1922年提出了一个假设:宇宙在大尺度上的均匀和各向同性,就能利用引力场方程推导出描述空间上均一且各向同性的弗里德曼方程。由此一来,这一组方程中的宇宙学常数就可以消掉了!
他还发现了广义相对论引力场方程一个重要的解,即弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规。
结合之前的研究成果,终于在1924年,他发表论文阐述了膨胀宇宙的思想,震惊世界。从他的方程计算得到的宇宙模型被称为“弗里德曼宇宙模型”,他也成为了用数学方式提出宇宙模型的第一人!
天文学界的大牛,也hold得住气象学。弗里德曼是动力气象学的创始人,他研制的探测气球可升至1万到1.74万米高空,创造了当时探测气球爬升高度的吉尼斯纪录。
当时的俄国高层看中他的才能,专门聘他在第一次世界大战期间为俄军做气象工作,并因为突出的贡献,战后还被追授列宁勋章。除此之外,他还是位独具慧眼的老师。他的得意门生乔治·伽莫夫也是俄国著名的物理学家和天文学家,在核物理学提出过原子核的核流体假设。
埃德温·哈勃:不会做论证题的运动员,不是个好天文学家
仅有文字的假设,没有眼见为实的证据,再精密的假设也迟早会被推翻。弗里德曼很幸运,一个叫埃德温·哈勃的年轻人出现了。是的,你没有看错,哈勃望远镜就是以他的名字命的名。
埃德温·哈勃
埃德温·哈勃出生在美国密苏里州,并在芝加哥大学获得天文学博士学位。1922年哈勃在威尔逊,心血来潮地用当时世界上最大的望运镜观测下仙女座星云。谁知不看不知道,一看吓一跳,卧槽,仙女座星云里竟然有跟银河系非常相似的一颗星!他计算了下这颗星到地球的距离,结果发现这颗星比他想象得还要远,近似百万光年。在巨大的震惊之下,他又继续探测其他星系,并计算许多其它星系的距离,最后,把宇宙的前沿扩大到几百万光年……
这是个什么概念?当时的人们对宇宙的认知,就是宇宙=银河系,突然有人跳出来说发现了其他星系。你说震不震惊,惊不惊讶?
抱着对银河系外世界的巨大好奇心,他继续研究了星系发射的光波,观察到外星系发来的光发生了红移,而且不是个例,他总结了46个星座的结果都是这样。并且,它们离得愈远,分开的速度也愈快。
这就意味着:星系并不是像我们想象中那样保持不动的,而是正在彼此移开!这个关系被称为哈勃定律,它也证明了弗里德曼的假设——宇宙正在膨胀。
不过,很多人不知道的是,这么牛逼的天文学大佬哈勃是个被天文耽误了的运动健将。哈勃身体强壮,擅长拳击,大学毕业后就有人竭力劝他参训世界重量级拳击锦标赛,但是他还是选择了继续学业。
世界少了一个拳击手,多了一个天文学大佬。
乔治·勒梅特:实不相瞒,在下就是“宇宙大爆炸理论”之父
不知道从什么时候开始,是出于方便记忆还是啥的,数理化界有一个恶趣味——特别喜欢给各大理论、元素找爹。比如元素周期表之父、夸克之父……
乔治·勒梅特
而铺垫了那么多大佬,真正的“宇宙大爆炸理论”之父却是比利时物理学家&神父乔治·勒梅特。他在1927年首先提出了关于宇宙起源的大爆炸理论,认为宇宙开始于一个小的原始“超原子”的灾变性爆炸,由此,被封“父”。
但他封“父”的过程可以说是欧神附体了。1927年,勒梅特和弗里德曼都用各自的方法证明了宇宙是膨胀的,但当时勒梅特在不清楚弗里德曼研究成果的情况下,先发表了指出宇宙是膨胀的论文,阴差阳错地成为了提出宇宙大爆炸理论的第一人。唯一和弗里德曼不同的是,他特别指出星系可能是能够显示宇宙膨胀的试验粒子,第一次尝试从科学上说明宇宙开始膨胀的事件原委。
不过,让人心酸的是,虽然他成功给世界普及了原始原子的见解,但是……
当时1930年代的大多数天文学家根本不care他,反而更多地按照弗里德曼提出的角度去进行研究。勒梅特心态也是real好了,管你们支持谁,反正我这辈子支持大爆炸思想不放手了。最终他笑到了最后,亲眼看到他的观点被接受为标准宇宙模型。