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最先提出宇宙大爆炸的人

最先提出宇宙大爆炸的人

最先提出宇宙大爆炸的人

1927年10月,第五次索爾維會議(Solvay Conference)在比利時召開,當代的物理學及化學巨擘齊聚一堂,留下的團體照堪稱史上最多天才的合影。一位就在比利時魯汶天主教大學(Catholic University of Leuven)任教的神父勒梅特(Georges Lemaître),趁地利之便來到會議地點,鼓起勇氣走向愛因斯坦,攤出自己針對廣義相對論中的重力方程式所做的計算,而得出的解所代表的物理意義竟然違背大家的認知:宇宙並非穩定狀態,而是正在膨脹!

愛因斯坦聽了之後,淡淡地告訴勒梅特:幾年前俄國物理學家弗里德曼(Alexander Friedmann)就曾寫信給他,也說空間曲率可能為負(代表宇宙向外擴張)。他當時就表示並不苟同,如今也是。愛因斯坦告訴勒梅特:「你的計算雖然正確,但你的物理學仍很拙劣。」

勒梅特雖是神父,在數學與天文學可是學有專精。勒梅特出生於130年前的今天(1894年7月17日),他青年時就立志當神職人員。他1920年在魯汶天主教大學取得數學博士學位,三年後成為神父;任職前,他先到劍橋大學跟隨愛丁頓(Arthur Eddington)研究天文學與最新的宇宙學理論。

愛丁頓是最早將愛因斯坦的廣義相對論論文翻譯成英文,向英語世界推介的人。也是他於1919年遠赴非洲觀測日食,才讓原本備受質疑的廣義相對論獲得證實,並被大家接受。他絕未想到勒梅特這個獻身神職的學生,不久後竟會顛覆愛因斯坦的想法。

勒梅特在劍橋大學做待了一年後,又到美國哈佛大學的天文台待了一年,1925年返回母校擔任兼職講師。他在1927年向愛因斯坦展示的發現,其實是他這年稍早就已發表的論文,只不過他是以法語發表在比利時的期刊,所以沒有受到注意。

1929年,美國天文學家哈伯發表論文,指出他對遙遠星系的觀測顯示:越遠的星系以越快的速度遠離地球,代表所有星系都在彼此遠離,也就意謂著宇宙正在膨脹。愛因斯坦不得不改變自己的看法,接受宇宙膨脹。愛丁頓也幫忙勒梅特將論文翻譯成英文出版,並在1931年發表評論,盛讚為解決宇宙學問題的「絕妙解決方案」。

勒梅特隨後受邀至英國科學協會(British Science Association)演講,他進一步主張宇宙是從一個「原始原子」擴張而成,也就是如今所稱「大爆炸」模型的濫觴。但這個激進的想法再次令愛因斯坦感到不悅,就連愛丁頓也難以接受。倒是教宗庇護十二世在1951年宣稱,大爆炸理論為天主教的創世說提供了科學上佐證。但勒梅特本人卻反對這種說法。他認為大爆炸本身是中性的,既不支持也未駁斥他的宗教信仰,不應將兩者連結在一起。

勒梅特1938年參加在斯德哥爾摩舉行的國際天文學聯合會,返航途中和愛丁頓熱烈討論。圖片來源:Wikipedia

大爆炸理論之後經由加莫夫(George Gamow)等物理學家的努力益發成形,最後在1964年,貝爾實驗室的兩個工程師意外發現宇宙微波背景輻射後,終於獲得證實。隔年,勒梅特即因病過世,享年71歲。

勒梅特對宇宙學做出如此重要的貢獻,知名度卻一直遠遠不如其他科學家。包括早在哈伯提出「哈伯定律」(星系遠離地球的速度和相對於地球的距離成正比),以及代表宇宙膨脹速率的「哈伯常數」之前,勒梅特早就在1927年的論文中推導出此一關係式,卻未能獲得正名。即使國際天文學聯合會終於在2018年將哈伯定律更名為「哈伯-勒梅特定律」,至今一般人仍習慣用哈伯定律稱之。

其實科學史上有許多類似的例子,最早的發現者或發明者其實另有其人,無奈卻鮮為人知。不過勒梅特或許並不在意,因為他中年後即轉而研究純數學,追求更純粹、更形而上的真理。

參考資料:

  1. Georges Lemaître – Wikipedia
  2. Georges Lemaître (1894 – 1966) – Biography – MacTutor History of Mathematics (st-andrews.ac.uk)

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