《歐洲物理學(xué)雜志H》刊載了一篇文章，第一次對(duì)愛因斯坦早期發(fā)表的一篇英文版的論文進(jìn)行了詳實(shí)分析，很少的學(xué)者了解阿爾伯特·愛因斯坦早期發(fā)表的這篇論文，在1931年發(fā)表的論文取名為“以相對(duì)論的觀點(diǎn)分析宇宙問題”，論文中的觀點(diǎn)似乎已被人們遺忘、經(jīng)過修訂的宇宙模型有一個(gè)顯著的特征，愛因斯坦放棄了在1917年發(fā)表相對(duì)論時(shí)建構(gòu)的靜態(tài)宇宙模型，1931年的論文標(biāo)志了愛氏理論的自我更新，引入了與時(shí)代同步的動(dòng)態(tài)宇宙模型，創(chuàng)新的模型有一個(gè)顯著的特征，宇宙在誕生之前經(jīng)歷過一次大收縮，而目前的宇宙經(jīng)歷了相反的大膨脹。天文學(xué)家哈勃最早觀測(cè)到了星系的大逃離或宇宙的大膨脹現(xiàn)象。

愛因斯坦在1931年建構(gòu)了修訂的宇宙模型，物理學(xué)家德西特則在1932年建立了愛因斯坦——德西特宇宙模型，宇宙的兩種模型對(duì)比鮮明。愛因斯坦和德西特建構(gòu)了被人們廣泛接受的宇宙學(xué)模型，奠定了人們對(duì)宇宙結(jié)構(gòu)的基本認(rèn)識(shí)，我們的宇宙正在發(fā)生單向擴(kuò)張的大膨脹。愛爾蘭沃特福德理工學(xué)院的兩名研究人員科馬克和布蘭登在《歐洲物理學(xué)雜志H》發(fā)表了研究論文，分析了愛因斯坦宇宙觀的變化。愛因斯坦在1931年發(fā)表了一篇宇宙學(xué)論文，當(dāng)時(shí)的物理學(xué)家找到了宇宙大膨脹的證據(jù)，天文學(xué)家哈勃的觀測(cè)成果最有說服力，愛因斯坦非常重視哈勃的觀測(cè)證據(jù)，流露出敏銳和渴求的眼光，試圖以廣義相對(duì)論的宇宙模型解釋哈勃的觀測(cè)結(jié)論。

愛因斯坦曾修改一生的“最大錯(cuò)誤”，設(shè)想了將所謂的“宇宙常數(shù)項(xiàng)”移除場(chǎng)方程，也就是將廣義相對(duì)論“旗下”的場(chǎng)方程中的宇宙常數(shù)項(xiàng)設(shè)為零，而宇宙學(xué)常數(shù)項(xiàng)只有為零，場(chǎng)方程才能很好地與哈勃的觀測(cè)數(shù)據(jù)保持一致。愛因斯坦過去相信一個(gè)靜態(tài)而均衡的宇宙，1917年，愛氏在描述宇宙模型的場(chǎng)方程中有意地添加了一個(gè)宇宙常數(shù)，隨意添加了宇宙常數(shù)，相當(dāng)于抵消了宇宙大膨脹。1931年，愛因斯坦在創(chuàng)新的宇宙模型中去掉了宇宙學(xué)常數(shù)，更新的宇宙模型和場(chǎng)方程和實(shí)際觀測(cè)的宇宙保持了一致性，人們所在的宇宙先是膨脹，后是收縮，宇宙膨脹和收縮的起點(diǎn)和終點(diǎn)就是物理學(xué)家稱之為的宇宙“奇點(diǎn)”。

科馬克和布蘭登在論文中討論了愛因斯坦前后不同的宇宙學(xué)觀點(diǎn)，包括膨脹過程中的空間彎曲和時(shí)間跨度，他們發(fā)現(xiàn)愛因斯坦的計(jì)算有一些異常的現(xiàn)象，愛氏在計(jì)算宇宙半徑和物質(zhì)密度的分析時(shí)出現(xiàn)了差錯(cuò)，對(duì)宇宙年齡的計(jì)算是以天體物理學(xué)家弗里德曼的數(shù)學(xué)分析為基礎(chǔ)的，但弗里德曼的數(shù)學(xué)分析有些可疑的地方，對(duì)一個(gè)相對(duì)論概念的隨時(shí)間變化的宇宙半徑和宇宙球面曲率計(jì)算得不夠準(zhǔn)確。愛因斯坦最終接受了宇宙膨脹論的現(xiàn)代宇宙觀，從靜態(tài)宇宙觀轉(zhuǎn)向動(dòng)態(tài)宇宙觀，愛氏的認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)變比同時(shí)代的物理學(xué)家晚了很長(zhǎng)的時(shí)間，直到1931年，愛氏才接受了宇宙膨脹的觀測(cè)結(jié)果。

早在1931年之前，天文學(xué)家埃德溫·哈勃長(zhǎng)期觀測(cè)了星系光線的紅移現(xiàn)象，星系從遙遠(yuǎn)的星云中發(fā)出了光線，天文學(xué)家哈勃逐漸發(fā)現(xiàn)，漂浮的星云實(shí)際上是遙遠(yuǎn)的河外星系。愛因斯坦觀念的更新不是人們想象的那么簡(jiǎn)單，而是經(jīng)歷了一段曲折而復(fù)雜的思考過程?！稓W洲物理學(xué)雜志H》發(fā)表了第二篇文章，從一個(gè)側(cè)面分析了愛氏科學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院下屬天文學(xué)院的哈里·努斯鮑默在文章中揭示了愛氏宇宙觀轉(zhuǎn)變的原因，1917年，愛因斯坦將廣義相對(duì)論的基本原理應(yīng)用到宇宙學(xué)的領(lǐng)域，建構(gòu)了一個(gè)同質(zhì)而均勻的靜態(tài)宇宙結(jié)構(gòu)，引力或天體質(zhì)量引起了時(shí)空彎曲。

靜態(tài)宇宙觀有一個(gè)致命的難題，僅考慮天體的引力作用，靜態(tài)結(jié)構(gòu)的宇宙在天體引力的作用下將出現(xiàn)向內(nèi)的彎曲，最終走向大崩塌的結(jié)局。為了避免宇宙的大收縮或大崩塌的結(jié)局，愛氏隨機(jī)地引入了一項(xiàng)宇宙常數(shù)。在1917年至1931年期間，愛氏曾極力反對(duì)宇宙大膨脹的觀點(diǎn)，而同時(shí)代的大多數(shù)科學(xué)家支持動(dòng)態(tài)宇宙學(xué)的理論，例如：1922年，俄國(guó)物理學(xué)家亞歷山大·弗里德曼明確指出，愛因斯坦的場(chǎng)方程適用于動(dòng)態(tài)宇宙學(xué)。1927年，比利時(shí)魯汶大學(xué)的天文學(xué)家喬治斯·勒梅特將天文觀測(cè)和廣義相對(duì)論結(jié)合在一起，得出了宇宙正在膨脹的結(jié)論，但愛氏在當(dāng)時(shí)拒絕放棄靜態(tài)宇宙結(jié)構(gòu)的理論。

直到1931年，愛氏在普魯士科學(xué)院發(fā)表了一篇報(bào)告，終于接受了宇宙大膨脹的物理模型。1932年，愛因斯坦與荷蘭理論物理學(xué)家和天文學(xué)家威廉·德西特共同合作，建立了一個(gè)永恒膨脹的宇宙模型，科學(xué)界廣泛知曉的模型被稱為“愛因斯坦——德西特宇宙模型”，直到1990年代的中期，這一模型才得到科學(xué)界的普遍認(rèn)可。無(wú)論愛因斯坦在1931年提出和在1932年完善的宇宙結(jié)構(gòu)模型，人為添加的一個(gè)宇宙常數(shù)項(xiàng)都不是廣義相對(duì)論場(chǎng)方程中必有的選項(xiàng)。十分有趣的一個(gè)事實(shí)是現(xiàn)代宇宙學(xué)的暗能量理論似乎復(fù)活了宇宙學(xué)常數(shù)，愛氏引入又拋棄的常數(shù)項(xiàng)奇跡般地指向了宇宙暗能量的存在。

（編譯：2021-2-28）