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罗伯逊
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沃尔克（FLRW）度规,该模型假设宇宙在大尺度上是均匀且各向同性的,通过引入宇宙标度因子来描述宇宙随时间的膨胀或收缩。这些模型不仅成功解释了哈勃定律,还为预测宇宙微波背景辐射、元素丰度等关键观测现象提供了理论基础。
广义相对论还催生了对宇宙奇异天体的研究。从理论上预言了黑洞的存在——质量极大的天体能够将周围时空扭曲到连光都无法逃脱的程度；解释了引力透镜效应,即光线在经过大质量天体附近时,会因时空弯曲而发生偏折,这种现象如今已成为天文学家探测暗物质、研究遥远星系的重要工具。此外,广义相对论关于引力波的预言,也在2015年被LIGO团队首次直接探测到,这不仅验证了理论的正确性,更为人类观测宇宙提供了全新的听觉维度。
尽管爱因斯坦最初引入的宇宙学常数一度被摒弃,但在20世纪末,天文学界通过对遥远超新星的观测,意外发现宇宙正在加速膨胀。为了解释这一现象,宇宙学常数被重新引入,不过此时它代表的是一种充满整个宇宙空间、具有负压特性的暗能量。这一戏剧性的转折,让爱因斯坦当年的错误在新的科学认知下焕发新生,也再次彰显了广义相对论强大的包容性与生命力。从静态宇宙的尝试到动态宇宙模型的蓬勃发展,广义相对论始终引领着宇宙学的前进方向,推动人类不断深化对宇宙结构、演化乃至终极命运的理解。
3.2
哈勃定律与宇宙膨胀的发现
1929年,美国天文学家哈勃通过对星系的观测,发现星系的退行速度和它们与地球的距离成正比,这一关系被称为哈勃定律
。哈勃定律的发现表明,宇宙并非静态,而是在不断膨胀
