愛因斯坦：畫蛇添足引出暗能量

散會后，愛因斯坦偷偷塞給愛丁頓一張紙條，愛丁頓打開后，看到上面寫著：“其實我對這個理論不滿意，都是德西特在堅持?！辈灰粫?，愛丁頓又收到偷偷塞來的紙條：“其實我對這理論不滿意，但是愛因斯坦很喜歡?！?/p>

1915年底，愛因斯坦創(chuàng)立了廣義相對論。1917年，他使用廣義相對論研究宇宙。愛因斯坦發(fā)現(xiàn)，自己的方程居然推導(dǎo)出一個不穩(wěn)定、不靜止的宇宙，這使他很震驚。長期以來，宇宙就被當(dāng)作靜止的背景，它為什么會動？

于是，他在方程里面加了個常數(shù)，這個常數(shù)體現(xiàn)了一個排斥力，自身的數(shù)值極小，在太陽系內(nèi)完全無法與引力抗衡，所以我們感覺不到它。這個常數(shù)就是“宇宙學(xué)常數(shù)”。有了這個常數(shù)，愛因斯坦終于可以讓宇宙靜止了。

愛因斯坦的老朋友、萊頓大學(xué)教授、萊頓天文臺臺長德西特是最早讀懂愛因斯坦廣義相對論論文的幾個人之一。德西特讀了愛因斯坦的新論文后，進行了一些有趣的計算。愛因斯坦的宇宙中，物質(zhì)為主，宇宙學(xué)常數(shù)為輔。德西特卻假定宇宙中沒有物質(zhì)，只有宇宙學(xué)常數(shù)。他計算出一些有趣的結(jié)果，比如，距離越遠(yuǎn)，質(zhì)量忽略不計的實驗粒子發(fā)出的光越紅，或者說，“紅移”越大。

根據(jù)多普勒原理，光源遠(yuǎn)離觀測者時，會發(fā)生紅移。作為一個觀測天文學(xué)家，德西特知道，洛威爾天文臺的天文學(xué)家斯里弗曾經(jīng)于1913年宣布他觀測的十幾個“旋渦星云”中，除了仙女星云之外，都發(fā)生了紅移，意味著它們在遠(yuǎn)離地球，速度最大的達(dá)到了大約1000千米每秒。德西特猜測這些星系的紅移與自己的理論符合。德西特把愛因斯坦的宇宙學(xué)稱為“A解”，把自己的新解稱為“B解”。但愛因斯坦本身不大認(rèn)可德西特的新模型。

1922年，蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家與氣象學(xué)家弗里德曼證明，即使有宇宙學(xué)常數(shù)，宇宙也依然不靜止，它可能膨脹，可能收縮。愛因斯坦被迫接受了這個結(jié)果，但不認(rèn)為這是物理上真實的宇宙。

1924年，德國的維爾茲和瑞典的倫德馬克都已經(jīng)注意到斯里弗的觀測與德西特的理論，想測定那些旋渦星云的距離，以檢驗它們的紅移與距離是否存在某種相關(guān)性，比如德西特模型中那種“越遠(yuǎn)的越紅”的關(guān)系。但他們都沒有得到精確的距離，因此無法驗證距離與紅移的相關(guān)性。

1927年，比利時的勒梅特發(fā)表了一篇論文，用廣義相對論計算宇宙，并計算出宇宙在膨脹，星系的紅移（退行速度）與距離成正比。他把論文寄給曾經(jīng)的導(dǎo)師愛丁頓和愛因斯坦，愛丁頓沒注意，愛因斯坦說數(shù)學(xué)上對了、物理上錯了。

1928年，哈勃訪問歐洲，遇到了德西特，德西特希他能去測量那些旋渦星云的距離，來驗證自己的理論：越遠(yuǎn)的旋渦星云，紅移越大。哈勃回到加州的威爾遜天文臺后，立即著手測量，很快得到結(jié)果：星系的紅移（速度）與距離成正比。德西特、愛丁頓、勒梅特三人交流討論后，斷定勒梅特的理論預(yù)言符合哈勃的觀測：宇宙在膨脹，星系遠(yuǎn)離的速度與距離成正比。愛因斯坦這才為自己當(dāng)初為保持宇宙靜止而引入宇宙學(xué)常數(shù)懊悔不已，他說這是他人生中最大的錯誤。他正式、徹底放棄了宇宙學(xué)常數(shù)。

可到了1998年，兩個獨立的國際小組測量了一批遙遠(yuǎn)超新星的距離，發(fā)現(xiàn)宇宙在加速膨脹，這意味著宇宙中存在一種排斥力，而宇宙學(xué)常數(shù)也起到排斥力的作用，這神秘的力量因此就被稱為“宇宙學(xué)常數(shù)”。由于其具體性質(zhì)可能與宇宙學(xué)常數(shù)有差異，所以它也被更廣泛地稱為“暗能量”。但是，即使暗能量不是宇宙學(xué)常數(shù)，其排斥力的性質(zhì)卻還是與宇宙學(xué)常數(shù)一致。

愛因斯坦歪打正著地引進了它，卻又帶著懊悔無比的心情放棄了它。可它像幽靈，去而復(fù)回。暗能量的發(fā)現(xiàn)，引起物理學(xué)和天文學(xué)的一場革命。當(dāng)然，愛因斯坦和德西特都不可能活著看到這個驚人的結(jié)果。德西特在1934年去世，愛因斯坦在1955年去世。他們偉大的一生中，對宇宙學(xué)最后一個關(guān)鍵性貢獻(xiàn)是在1932年合作提出“愛因斯坦—德西特模型”。這個模型中，宇宙中只有物質(zhì)，沒有宇宙學(xué)常數(shù)。此后到1998年，這個模型一直是最標(biāo)準(zhǔn)的宇宙學(xué)模型。即使是在暗能量被發(fā)現(xiàn)之后，人們還是發(fā)現(xiàn)這個模型可以很好地描述前幾十億年的宇宙，那段時間暗能量還沒占據(jù)上風(fēng)。

提出這個模型不久后，他們和愛丁頓參加了一次會議，會上討論了這個模型。散會后，愛因斯坦偷偷塞給愛丁頓一張紙條，愛丁頓打開后，看到上面寫著：“其實我對這個理論不滿意，都是德西特在堅持?！辈灰粫海瑦鄱☆D又收到偷偷塞來的紙條：“其實我對這理論不滿意，但是愛因斯坦很喜歡。

”邢大軍據(jù)《科技日報》整理