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最近英菲尔德似乎与刚从加州理工学院学术休假回来的罗伯特森建立了相当好的友谊。
事实上,那天爱因斯坦从办公室的窗户里看到了他们在草坪上,在7月明媚的阳光下,二人兴致勃勃地聊着天,罗伯特森时不时地吸上一口烟斗。
当罗伯特森沿着高级研究所宽阔的车道离开时,手里提着公文包晃来晃去。
爱因斯坦对罗伯特森这个人还是颇有些了解的。
就在1935年,普林斯顿大学的这位年轻教授在对整个宇宙物质的均匀性做出了一些貌似合理的假设后,用爱因斯坦的引力论设法求得了一个宇宙解,从而完美地诠释了爱德温·哈勃1929年发现的宇宙的膨胀。
这给爱因斯坦留下了深刻的印象。
英菲尔德从那堆文件的左侧或右侧探出身体,徒劳地想要与桌子另一边的老板有目光接触。
英菲尔德说,他跟罗伯特森谈及了爱因斯坦和他的前助手内森·罗森(NathanRosen)曾写过的一篇关于引力波的论文,罗伯特森发现了其中的缺陷。
说出这个情况的时候,英菲尔德很紧张,不知道爱因斯坦会做何反应。
但他的担心是多余的。
“嗯,”
爱因斯坦说,“最近,我也意识到了这个错误。”
英菲尔德一离开办公室,爱因斯坦就马上把那篇论文的手稿找出来开始修改。
引力波的问题比他预想的要复杂得多。
1916年,在提出革命性的引力理论——广义相对论——的短短几个月时间里,爱因斯坦就意识到,振动时空并由此产生以光速向外传播的涟漪是可能的。
这种引力波类似于在电磁场中**漾的波——电磁波,早在1862年,麦克斯韦就把光认定为电磁波。
但是,爱因斯坦发现,直接从广义相对论中推导出准确的预测几乎是不可能的。
这并不奇怪。
为了描述引力场的各种能量分布,爱因斯坦被迫采用一组含有10个方程的方程组来代替牛顿的1个方程。
如果这还不够复杂,那么所有形式的能量(不仅是质量能)都具有引力,包括引力本身。
引力产生引力!为了避免理论陷入无法计算的非线性,爱因斯坦别无选择,只能考虑弱引力的情况,并且申明没有额外引力的参与。
这样,爱因斯坦不仅把10个方程简化为易于处理的1个,而且得到了1个波动方程,就像麦克斯韦发现的那个方程一样。
引力波似乎必须存在。
真实的情况是,依据广义相对论,爱因斯坦只能证明在引力很弱的特殊情况下,引力波才存在。
但假如在更一般的情况下,引力波不存在,那引力波只是海市蜃楼。
要想证明在所有情况下,广义相对论都能推导出引力波存在,那简直就是一场噩梦。
这个推导太复杂,爱因斯坦一点灵感也没有。
然而,20年来,证明引力波必定存在的愿望一直跟着爱因斯坦。
当他逃离纳粹德国,在南加州逗留了一段时间后,最终在普林斯顿高级研究院(PriituteforAdvaudy)落脚时,这件事再次浮现在他的脑海中。
值得注意的是,爱因斯坦和他的第一位美国学生罗森发现了方程组的一个引力波解。
这本该是一场胜利,但不幸的是,这个解中包含了一个奇点——引力波在一些地方激增到了无穷大——因此这个解毫无意义。
本来要着手证明引力波的存在,但爱因斯坦和罗森似乎无意间证明了引力波根本不存在。
爱因斯坦丝毫不觉得失望。
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