《宇宙从一粒尘埃开始》第十三节

本节探讨将爱因斯坦广义相对论应用于整个宇宙的问题。作者首先提出一个基于观测的猜想：在足够大的尺度上，宇宙中的物质是均匀且各向同性分布的（即哥白尼原理）。

本节探讨将爱因斯坦广义相对论应用于整个宇宙的问题。作者首先提出一个基于观测的猜想：在足够大的尺度上，宇宙中的物质是均匀且各向同性分布的（即哥白尼原理）。将这一假设代入爱因斯坦场方程，可以推导出时空几何只有三种可能：平坦、球状或双曲状；且随着时间推移，空间只会伸展或收缩。

爱因斯坦最初试图通过引入“宇宙常量”来维持一个静态宇宙，后来他将其称为自己“犯的最大的错误”。实际上，弗里德曼和勒梅特独立推导出广义相对论预言宇宙正在扩张或收缩，并提出了描述宇宙尺度变化的弗里德曼方程。尽管他们的成果起初被忽视，但后来经爱丁顿宣传，以及罗伯特森对各种数学解的系统归类，最终确立了宇宙演化的几种可能模式。其中，有限年龄且不断扩张的模型与当今观测相符，而那些有限年龄的模型都意味着宇宙在过去存在一个无限致密的起点，即大爆炸。