二、宇宙正在膨胀
1．历史的回顾
宇宙有没有起源和终结，它是永恒的还是演化的？这是除宇宙的结构以外又一个根本问题。各种文明都有自己关于宇宙起源的看法，在中国有盘古开天辟地的传说，在西方有上帝创造世界的神话。至于创世以后的情形，中国古代文献中就有共工怒触不周之山，撞断天柱，天塌地陷，女娲补天的故事。在很长一段历史时期中，由于封建社会的政治黑暗和观测水平的局限，使一些闪耀着智慧火花的真理萌芽未能发展为科学的理论大树。直到17世纪以后，各门自然科学的飞速发展，特别是康德关于太阳系起源的星云学说、达尔文关于物种起源的进化论学说等的提出，不断冲击着“天不变，道亦不变”这一僵化自然观的地位。直到20世纪，以众多观测事实为依据的科学的宇宙起源和演化理论才正式宣告诞生。

2．现代宇宙学的诞生
现代宇宙模型的研究开始于爱因斯坦。爱因斯坦的广义相对论预言，一定质量的天体，将对周围的空间产生影响而使它们“弯曲”。弯曲的空间会迫使其中穿过的光线发生偏转，例如太阳就会使经过其边缘的遥远星体光线发生1.75弧秒的偏转。通常，由于太阳的光太强而使人们无法观测到这一事实。1919年发生了日全蚀，一个英国考察队终于观测到太阳附近的光线偏转，得到的偏转数据正是爱因斯坦所预言的“1.75弧秒”。

        爱因斯但的广义相对论认为，时间和空间并不像人们（牛顿理论）一贯认为的那样：空间只是一个让物体在其中运动而本身却不受任何影响的容器；时间则如江河入海，自然流淌。空间更像是一个形状依赖于其上所载小球的弹性薄膜，自由粒子和光沿着这一形变薄膜上弯曲的短程线运动，就像它们在小球引力的作用下偏离直线运动一样；时间则与运动状态相关，又通过运动状态与空间（参考系）发生了联系。这种关于时间、空间和引力的全新理论，不仅正确地预言了掠过太阳边缘的星光会发生1.75弧秒的偏折，而且完满地解释了牛顿引力理论不能说明的水星近日点每百年前移43弧秒的“水星进动”现象，因而逐步得到人们的公认，为上演现代宇宙学这场气势恢弘的戏剧搭好了坚实的舞台。

1917年，爱因斯坦率先把他的广义相对论应用于宇宙学研究，得到一个“有限无界的静态宇宙”模型。根据广义相对论，宇宙的几何性质取决于物质的质量分布状态，引力场使之对应于弯曲的“黎曼几何空间”。所谓“有限无界”是说整个宇宙是一个弯曲的封闭体，它的体积有限而物质均匀分布；而“静态”则是就宇宙的整体空间而言，并非说宇宙的各个部分都全然静止不动。尽管后来（1922年）发现宇宙不可能保持稳定而被放弃，但毕竟是一次开创性的尝试，揭开了现代宇宙学研究的序幕。
 
3．正在膨胀的宇宙
        1922年，苏联数学家弗里德曼在广义相对论的框架下，得到了爱因斯坦宇宙方程的一组动态解，从理论上论证了宇宙要么膨胀，要么收缩，决不会保持静止状态。宇宙的演化趋势则取决于宇宙物质的平均密度ρ0与临界密度ρc的比值：
                             

    前两种情况下宇宙将膨胀下去；后一种情况下，宇宙将出现膨胀──收缩的震荡即“脉动”。   （目前已知的临界密度为ρc=10-29克/厘米3，所观测的不含“暗物质”的平均密度是ρ0=2´10-31克/厘米3）

    我们有没有办法观察宇宙基本成员──星系的运动情况呢？这些星系是远离我们而去能，还是正在向我们靠拢呢？能不能像发现恒星的自行（恒星间在天球上的相对位置的变化）那样，通过比较不同时代拍摄的天文照片来发现星系的自行呢？这至少在目前的技术条件下是不可能的，因为河外星系离我们实在太遥远了。然而，物理学为我们提供了测定发光物体运动速

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