愛因斯坦自己也發現到這個問題,並為此感到不高興。身為牛頓無限、永恒的宇宙概念的擁護者,他說服自己一定有個物理定律可以避免宇宙整體的膨脹或收縮。當時空被質量影響時,一定有什麼允許局部的變化,而不改變宇宙整體的狀態。愛因斯坦因此在他的方程式多加一個“宇宙常數”:一種微弱的斥力,抵消了重力向內的拉力,因此避免宇宙整體的動力變化。
彎曲的太空
愛因斯坦的廣義相對論說,太空並不是真空——它是一個看不見的結構,裏麵嵌著恒星和星係。這些大量的物質使結構變形,在物質周圍的空間中,產生了一個“擠壓”。普通空間的三維圖像變形,會彎曲成為思維圖像。因為這很難想象,所以科學家們往往將其簡化,表示成為二維“橡皮單”宇宙,由於天體的質量而彎曲成三維圖。
扭曲的宇宙按最大規模來說,整個宇宙的質量可以使得它周圍的太空彎曲。廣義相對論認為宇宙可以向三個方向中的任一方彎曲,這取決於裏麵物質的密度。如果再次用橡皮單模型,宇宙可能是扁平的,它可能向內彎曲兩邊相碰,也可能向外彎曲成馬鞍狀。
然而勒梅特認為加上這個“宇宙常數”是不合理的。假設你接受輕微膨脹宇宙的數學模型,這表示有一個擴張性的力會抵抗重力,宇宙裏所有的物質因此能保持一個距離。如果這擴張性的力稍微比重力大,那麼宇宙會繼續膨脹而且越變越大。因為昨天的宇宙經過膨脹才有今天的大小,所以昨天的宇宙比今天來得小。因此當你往時間的反方向推進時,宇宙會越來越小;這表示宇宙在很久以前的某個時刻是最小的。
勒梅特認為這就是宇宙的開端,他的教會一直在尋找的創始時刻。他以為他已經找到了一個完美的模型:一個上帝所創造的宇宙,從“太古原子”繼續成長和擴張,就像一株橡樹是由一顆橡實長大而成的一樣,而且這個宇宙忠實地遵循當代科學大師愛因斯坦的數學,也恰巧可以解決愛因斯坦方程式所預測的膨脹問題。
很不幸的,愛因斯坦並不欣賞勒梅特的想法。
愛因斯坦對哈勃的研究很有興趣,決定到威爾遜山天文台拜訪他。同時,勒梅特在加州理工學院安排一場演講,請愛因斯坦和哈勃一起來。在演講中,他仔細地一步步論證他的“太古原子”理論,並提出整個宇宙在“沒有昨天的那一天”被創造出來,並使勁地把數學式子從頭到尾推演一遍。演講結束後,愛因斯坦實在無法相信他親耳聽見的:他站起來說,那是他聽過最美妙和最令人滿意的詮釋,接著承認他引進的“宇宙常數”是他生命中最嚴重的錯誤。
對天主教會來說,這可說是一項豐功偉業,因為勒梅特建構了一個包含創始時刻的宇宙模型。這模型符合聖經裏顯示的圖像,同時還得到當代最偉大的科學家的支持。此外,如果你細心分析哈勃的數據,可能還可以知道相關的時間尺度。從計算星係的運動速度以及在不同時間它們之間的相對距離和離開地球的距離,可以追溯到所有星係都擠在一起的時刻,這就是勒梅特所謂的創始時刻,結果發現那已經是150億年前的事了。這截然不同的動態宇宙概念所描述的宇宙是從一個特定的起點開始成長,很明顯地指出無限、不變的宇宙可能完全是錯誤的。
伸展的太空太空天體的質量使得太空向內圍繞著它彎曲,但是很多天文學家們現在相信,存在著另一種力,隱藏在空曠的太空中,起到了相反的作用,把太空向外推,這可以用來解釋最近的觀察結果。觀察表明宇宙同扁平模型相符。這個隱藏的作用力叫“宇宙常數”。首先是由阿爾伯特·愛因斯坦作為他的廣義相對論的一部分提出的,盡管後來他稱此為他的最大的錯誤。這個宇宙常數使得宇宙中天體之間的空間能逐漸伸展。
但還有一些顯赫的科學家——尤其是那些堅定的無神論者——還沒有被說服。宇宙從一個比原子還要小的東西開始成長的想法,對他們來說太可笑了,使他們無法認真看待它。在劍橋有一個研究小組想要尋找其他的解釋。他們認為,為什麼不假設我們隻不過沒有看到整個的圖像呢?我們看到的宇宙可能是正在膨脹,但是在我們視線以外的範圍,它可能往相反方向移動並縮小。整體上,宇宙可以是穩定不變的,裏頭包含膨脹和收縮的部分,像一大鍋熱水永遠在沸騰,起著泡泡。他們推論愛因斯坦的數學畢竟同時允許膨脹和收縮。