有两件事是无限的：宇宙的大小和人类的愚蠢。但我不能肯定宇宙的大小是否是无限的！——爱因斯坦

有人认为量子力学很神秘，但我认为相对论最为神奇，因为它为我们揭示了时间和空间、质量和能量的关系，更为宇宙学的发展奠定了基础，当今的宇宙模型更是在广义相对论的背景下展开的。因此我们今天能如此的了解我们身处的宇宙，多亏了爱因斯坦。

宇宙的时空

宇宙时间之长、空间之大，合理的物理学法则应适用于任何时、空·。只有源于爱因斯坦广义相对论的

弗里德曼的宇宙论是唯一不违反物理法则的宇宙理论。可是，爱因斯坦的广义相对论是否能适用于整个星团的巨大空间？引力可以弯曲光线，因此星群可以作为引力透镜，利用此技术，2015年英国朴次茅斯大学的研究员科利特与其他9位同事合作，利用世界上最先进的两种光学仪器，经过3年的观察与数据收集分析，完成最敏感的实验；拍摄取得遥远巨大星系ESO 325-G004后面另外一个巨大星系的光环；于今（2019）年6月21日在Science表示，首次证明爱因斯坦的理论还是适用于整个星系的巨大空间，其误差幅度仅为9%，实验结果是迄今为止太阳系之外广义相对论的最精确测量。

虽然爱因斯坦和弗里德曼的学说能够成功解释各种现象，但它仍有难以解决的问题；最严重的一项，是我们的银河系中最古老星团的年龄和宇宙的年龄不符……，不妙的是，我们知道宇街的年龄不可能超过1.3×10^10年。2012年，NASA的威尔金森微波各向异性探测器（Wilkinson Microwave Anisotropy Probe WMAP）估计宇宙年龄为137.72±0.59亿年；2013年，欧洲太空局（European Space AgencyESA）的普朗克卫星（Planck）测量的宇宙年为138.8亿年。

恒星的命运

如同50年前，人们还不清楚140亿年前的宇宙结构细节，但大部份的科学家均认为宇宙是由大爆炸（Big Bang）的一个时空奇异点突然爆炸而出现的，虽然物理学家尚不知道应用于该奇点的理论，但均认为爆炸后的宇宙处于一个高度均匀、非常高温及高辐射能量密度的状态，在宇宙快速地膨胀而冷却后，基本粒子、氢、氦、等离子体、冷气体、星群、恒星、太阳及地球相继出现，形成今日的宇宙样貌！

这些恒星在核燃料用尽后，因引力而内缩崩溃，一直到电子或中子的泡利不相容（Pauli exclusion principle）反抗压力出现，才达到一个平衡状态：依质量不同而形成白矮星（white dwarf）、中子星（neutron star）或黑洞（black hole）！白矮星内部因不再进行核聚变反应制造能量，其温度将慢慢降低而由白转为棕，转变为棕矮星（browndwarf），最后成黑矮星（black dwarf），在漆黑的宇宙中彻底「消失」。

1915年，在爱因斯坦发表时空会因质量（能量）而变形的广义相对论后不久，史瓦西（Karl Schwarzschild）就预测了黑洞的存在；不久，他们也开始想到引力波（gravitational wave）的可能性。2015年9月14日，雷射于涉仪引力波观测站（laser interferometer gravitational wave observatory，LIGO）所探测到的引力波不但被认为是黑洞相撞而产生，也会被认为是首次直接「观测」到黑洞存在的证据，但真正提供第一个直接「视觉」的证据是今年4月10日，由麻省理工学院海斯塔克天文台（Haystack Observatory）利用事件视界望远镜（Event Horizon Telescope）所拍摄得的黑洞及其阴影照片。引力波与黑洞的发现又再次肯定广义相对论在宇宙学中的地位。

膨胀宇宙学

宇宙学在1970年之后的最大进展有两个方面：（1）1998年美国加州大学柏克莱分校（University of California，Berkeley）的珀尔马特（Saul Perlmutter）及澳大利亚国立大学（Australian National University）的施密特（Brian Schmidt）相继宣布Ia超新星（Type Ia supernova）的数据显示，在大爆炸后的70亿年，宇宙的膨胀率又再次加速！美国约翰霍普金斯大学（Johns Hopkins University）的雷斯（Adam Riess）于2006年再次肯定了此观查结果；（2）麻省理工学院的古斯（Alan Guth）于1979年所提出的暴涨宇宙论（inflationary cosmology），后者可解释前者的宇宙膨胀率为何又再次加速。宇宙常数（cosmological constant），不但不是爱因斯坦一生中最大的错误，现已成为解释广为科学家接受暴涨宇宙论的主要工具！

现今天文学家大多认为宇宙的几何形状是平的，即宇宙是开放的，虽然膨胀率终将慢下来，但膨胀却永远不会停止，但是，观察到的宇宙中物质与能量却不足以解释为何宇宙几何是平的，因此现在天文学家认为宇宙中尚存在有未观察到的暗物质（dark matter）与暗能量（dark energy），前者约占临界质量密度的25%，后者为70%。这意味着现今的天文学家只能观察到宇宙中仅5%的正常物质而已！为此，美国能源部（United States Department of Energy）NASA及国家科学委员会（United States National Research Council）已于2005年成立暗能量特别小组负责此一挖宝工作。这些科学家称为的暗物质与暗能量到底是什么呢？目前没有人知道！结论

中国早在公元185年就有发现超新星爆炸的纪录；而白矮星虽非常小但很明亮，因此也在广义相讨论出现前的1862年就被发现，其他死亡的恒星遗体如棕矮星、黑矮星、中子星或黑洞等，均是在广义相对论出现后才被发现，加上探测到的引力波，都可以说是在实验上证明该理论的正确性，使现在的宇宙模型不再只是科幻小说请节！

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