正文 勒梅特(1 / 2)

勒梅特1894年出生於比利時的沙勒羅瓦,他的主要著作有《論宇宙演化》和《原始原子假說》。

勒梅特曾在比利時魯芬大學學習建築工程專業,後參軍服役。第一次世界大戰期間,勒梅特作為土木工程師在比利時軍隊中擔任炮兵軍官。戰後進入神學院並於1923年接受神職,擔任司鐸。1923~1924年間在劍橋大學太陽物理實驗室學習,後到美國麻省理工學院學習,在那裏他了解了美國天文學家E.P.哈勃的發現和H.沙普利有關宇宙膨脹的研究。在1927年任盧萬大學天體物理學教授,1966年,勒梅特在魯芬逝世。

勒梅特根據施瓦西度規通過坐標變換得到勒梅特度規,這是一個引力作用下的自由下落度規。這個度規是勒梅特宇宙模型的基礎。其後羅伯遜與沃克發展了勒梅特度規,得到更高維度(三維)對稱的羅伯遜-沃克度規,作為伽莫夫提出的大爆炸宇宙模型的度規基礎。勒梅特還研究過宇宙射線和三體問題,三體問題是用數學方法描述三個互相吸引的物體在空間中的運動。

1927年,勒梅特教士發表了他的主要研究成果:均質的宇宙質量不變,半徑不斷增加,並闡明了銀河外星雲的徑向速度,就如何對當時的兩種相對論進行兩難選擇提出了解決辦法,一種是愛因斯坦的相對論,認為宇宙“飽和”“靜止”,另一種是德西特的相對論,認為宇宙在膨脹,但裏麵沒有物質!

不久之後,他於1931年對自己的成果加以補充,提出他的宇宙起源假說的雛形,即原始原子。根據這種假說,現在的宇宙在不斷膨脹,它起源於一個原子的放射性裂變。勒梅特的想法與一些根深蒂固的偏見相抵觸。雖然對空間和時間的看法起了變化,雖然宇宙一般處於靜止狀態作為不言明的宇宙學公設被人接受,但是,要等到1929年,即勒梅特的第一篇文章發表兩年之後,哈勃和赫馬森才公布一個星係退行的速度和它的距離之間的關係。這一次,宇宙膨脹的問題不是由一位宇宙起源學理論家來提出,而是由進行觀測的天文學家來提出。

但是,是否應該把譜線紅移看做遠離的運動的標誌?有些人曾否定過這點,有幾個人仍對此持否定態度:其他的物理學原因被提了出來,但是,與“退行”的假說不同的是,這些其他原因要麼不能闡明觀測到的所有效應,要麼使人預見到一些至今尚未觀測到的效應。

勒梅特從數學家對可能無限和實際無限的推理出發,來了解眾多恒星是有限的還是無限的。他的結論是,恒星的數目是有限的。但是,由此是否能推斷出恒星之間的空間是有限的?

結論並非完全是直接得出的,因為如果說恒星是實際存在的,用測量空間來對它進行劃分隻是潛在的可能。盡管如此,十分明顯的是,如果幾何定律在不做過大改變的情況下能在恒星世界中成立,就能從恒星數目有限中得出結論,認為包含所有恒星的凸多麵體的體積有限。

這種推斷得出的主要假設是,阿基米德原理可用於兩個恒星的距離,這就是說,如果連接這兩個恒星的一條線是有限的長度,那麼就可以用有限數的運算來算出這個路程。如果恒星之間有距離的關係,那麼,它們所包含的體積就是有限的。

大量恒星擴展到幾千秒差距遠的地方,形成一種圓盤,其寬度為高度的十倍。圓盤之外有什麼?我們將在片刻之後看到,天文學大大擴展了宇宙體係,使我們隱約看到在奇遠無比的距離之外的巨大星團和銀河外的星雲。但是,在這些之外,我們是否能夠達到,是否應該希望達到最後一個星雲,達到位於世界邊緣的最後一個恒星?

可以設想一個凸多麵體,其頂點有最後幾顆恒星,多麵體裏包含著其他所有恒星。隻要這最後幾顆恒星同其他恒星有距離的關係,我們就能像剛才解釋的那樣肯定,這個多麵體包含的體積是有限的。這個多麵體包含所有的恒星或所有的粒子,不管其性質如何,它們的物質已經形成。這個多麵體之外什麼也沒有。宇宙看來是一個物質的氣泡,沉入虛無的海洋之中。

無物質的空間是什麼?這個問題涉及最困難、爭論得最多的哲學問題之一:什麼是空間?我們不想在如此危險的地方往前走,但我們可以看到,主要的哲學體係雖說在許多方麵存在著根本的分歧,卻都是根據物質來確定空間。我們傳統的哲學認為,空間是物體廣延的一種抽象,是有形體的實體的一種偶有屬性,隻能在有物質的地方被理解,無實體的定位偶有屬性是無法想象的。康德的體係通過另一條途徑得出同樣的結論。空間是現象的形式,沒有現象它就不能被想象出來。根據這兩種哲學的任何一種,我們都可以說空間在物體之中,完全虛空的空間隻能是虛無,因此並不存在。