宇宙的膨胀是什么的膨胀(膨胀的宇宙实际上是一种)

作者/赖仲达(欢迎加关注)

谢谢邀请。这个问题的起源要先从相对论和光量子理论创始人阿尔伯特·爱因斯坦讲起。

1916年，为了克服狭义相对论当中“惯性系”不可准确定义的问题(没有绝对静止和绝对直线运动)，爱因斯坦提出了第二种相对性理论，他把一切参考系都设定为“物理规律不变”，即提出一条广义相对性原理：

在一切参考坐标系下，物理规律不变。

在这个公设的基础上，爱因斯坦又提出了等效原理，认为引力和局部惯性力是等效的，然后由此发展出了一套新的理论：广义相对论。广义相对论仍然是建立在“闵可夫斯基时空”的基础上，即时空有四个维度，其中三个是空间向量(x,y,z)，另外一个是时间向量t，在四维下，许多三维物理量都得改变。但是与众不同的是，爱因斯坦又创造性的将黎曼几何带入到了闵可夫斯基的时空观当中去！

这意味着啥呢？意味着时空需要用可弯曲的几何学来描述！

在这种基础下，时空是可以弯曲的，而且爱因斯坦认为，时空的弯曲正是引力。他同时导出了一个方程：

这个方程的意义是：里奇张量Ruv那一项描述了时空的度规情况，即时空弯曲的分布;而后面Tuv那一项则描述了物质的能量动量张量，这是啥意思呢？就是物质在时空当中的分布情况！

时空的弯曲=物质的分布！

这个爱因斯坦场方程被誉为广义相对论最优美的方程之一，它堪称完美。但是，爱因斯坦却从中发现了一个小问题：

如果按照场方程的计算，整个四维(x,y,z,t)时空本身应当处于一种运动状态，而这个状态却和他当时所认知的静止宇宙观不同！

为了解决这个问题，爱因斯坦在他的引力场方程当中加了一个常数项 Λ，用来抵消时空的运动。这样时空就保持静止了。

爱因斯坦松了一口气。

可是没想到，几年过后，一个天文学家哈勃突然发现了重要现象：他通过对“造父变星”的观测，成功发现了一个异常：整个宇宙，似乎都在离我们远去！

利用多普勒效应可以看出星体远离时会发生红移现象。

这说明了什么？

这说明……宇宙在膨胀！

宇宙在膨胀！

爱因斯坦听闻后，追悔莫及，他马上删除了宇宙常数项，并声称“这是自己犯得最大的错误”。

可是事情还没完，宇宙膨胀学说提出来之后，宇宙学家们便开始猜测：

宇宙既然在膨胀，那么……

说明宇宙有个膨胀的起源？

这个膨胀的起源是什么？

还用说嘛，肯定是一场大爆炸！

于是宇宙学家们便开始猜测宇宙的原始形态，首先他们提出的构思便是“宇宙最开始是由一个密度极高、比原子还小的火球爆炸而成”。那么既然宇宙最早期是火球，爆炸而成，肯定会留存下证据。因此，一个叫伽莫夫的科学家猜测：宇宙大爆炸时释放出来的电磁波，应当在现在还在！而且其温度大约在3K(绝对温度3度左右)左右。

这个猜想，在上个世纪60年代意外被人证实。

之后，又有许多科学家通过对广义相对论的具体研究，发现该大爆炸应当是一个奇异点。这是在求解广义相对论场方程时，于史瓦西解当中首次发现的一个物理规律失效点。在这些点上，广义相对论以及许多物理量都是发散的，且测地线不完备(可以理解为粒子的运动轨迹到那个点终止了)。

奇异点最早的用途是用来解释黑洞，当时叫做引力坍缩物。

而后来，有一名叫史蒂芬·霍金的物理学家，和另一名物理学家罗杰·彭罗斯合作，将奇异点引用到整个四维流体内，也就是时空流体内，结果发现不仅可以成立，而且，我们所在的洛伦兹度规形式的四维流体(时空)，必须有一个共同的奇异点开端。

这意味着，我们所在的宇宙，必须有一个开端起点(奇点)。这个奇点就是大爆炸奇点。

这一发现就叫做奇点定理。

之后还有暗能量、宇宙加速膨胀等一些问题，但我就先不说了，今天累了。想要了解更多，就先关注我的头条号 @赖仲达，我会在下期更新。

主要是因为人的欲望再膨胀，人是每一个宇宙的一份子。物质的分子在膨胀肯定宇宙就在膨胀啊。