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和质量所产生的引力场的其他性质。
G是大家熟悉的引力常数。
这个方程已经通过研究水星的运动而得到验证。
这颗行星最
靠近太阳,因此,它的轨道最灵敏地反映出爱因斯坦基本方程的
细节,已经发现,它的轨道的近日点(也就是这颗行星在沿其扁
长椭圆形轨道运行时最接近太阳的那一点)在空间并不是固定不
变的,而是每转一圈都会系统地改变它相对于太阳的取向,这种
进动,有一部分来源于其他行星的引力场对水星所起的摄动作用,
有一部分可以用水星的质量由于其运动而产生的狭义相对论性增
大来解释。
但是,还剩下一个很小的剩余量(每世纪43弧秒)是
无法用旧的牛顿万有引力理论来说明的,不过却很容易用广义相
对论来解释。
对水星的观察连同前面所提到的其他实验结果,都证实了我
们关于广义相对论的判断是正确的——它是能够最好地解释我们
在宇宙中实际看到的各种现象的引力理论。
在结束这篇演讲之前,我想再指出方程(12)的两个很有意
义的结论。
如果我们所考虑的是一个均匀分布着质量的空间,比
如像我们这个分布着恒星和星系的空间,那么,我们将得出这样
一个结论:除了在各个分开的恒星附近偶尔出现很大的曲率以外,
这个空间在正常情况下总是倾向于在大距离上均匀地弯曲。
从数
学上说,方程(12)有几种不同的解,其中有一些解相当于空间
本身最后是封闭的,因而具有有限的体积;另一些解所代表的则
是类似于鞍形面的无限空间,后者我已经在这篇演讲的开头提到
过了。
方程(12)的第二个重要的结果是:这样一些弯曲空间应
该总是处在膨胀(或收缩)的状态中,从物理学上说,这就意味
着分布在这种空间中的粒子应该不断彼此飞离(或者正好相反,
应该不断相互靠拢)。
不仅如此,我们还可以证明,对于体积有
限的封闭空间来说,膨胀和收缩是周期性地相互交替着的——这
就是所谓脉动宇宙。
但是,无限的“类鞍形”
空间则始终不变地
处在膨胀(或收缩)状态中。
在数学上各种不同的可能解当中,究竟哪一个解同我们所居
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