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第一章 我们的宇宙图像(3 / 8)

越大,相互距离越近,则相互之间吸引力越大。这也就是使物体落到地面上力。(由于个苹果落到牛顿头上而使他得到灵感故事,几乎肯定是不足凭信。所有牛顿自己说过只是,当他陷入沉思之时,颗苹果落下使他得到万有引力思想。)牛顿继而指出,根据他定律,引力使月亮沿着椭圆轨道绕着地球运行,而地球和其他行星沿着椭圆轨道绕着太阳公转。

哥白尼模型摆脱托勒密天球,以及与其相关宇宙存在着自然边界观念。“固定恒星”除由于地球绕着自身轴自转引起穿越天空转动外,不改变它们位置,很自然会使人设想到固定恒星是和太阳类似物体,只是比太阳离开们远得多

按照他引力理论,牛顿意识到恒星应该相互吸引,看来它们不能保持基本不动。那它们会起落到某处去吗?在1691年写给当时另位最重要思想家里查德·本特里封信中,他论证道,如果只有有限颗恒星分布在个有限空间区域里,这确实是会发生。但是另方面,他推断如果存在无限多颗恒星,多少均匀地分布于无限空间,这种情形就不会发生,因为这时不存在任何个它们落去中心点。当人们议论到无穷时,这种论证是你会遭遇到种陷阱。在个无限宇宙,每点都可以认为是中心,因为在它边都有无限颗恒星。正确方法是很久以后才被意识到,即是先考虑有限情形,这时所有恒星都相互落到起,然后在这个区域以外,大体均匀地加上更多恒星,看情况会如何改变。按照牛顿定律,这额外恒星平均地讲对原先那些根本没有什影响,所以这些恒星还是同样快地落到起。们愿意加上多少恒星就可以加上多少,但是它们仍然总是坍缩在起。现在们知道,由于引力总是吸引,不可能存在个无限静态宇宙模型。

在20世纪之前从未有人暗示过,宇宙是在膨胀或是在收缩,这有趣地反映当时思维风气。般认为,宇宙或是以种不变状态已存在无限长时间,或以多多少少正如们今天所看样子被创生于有限久过去。其部分原因可能是,人们倾向于相信永恒真理,也由于虽然人会生老病死,但宇宙必须是不朽、不变这种观念才能给人以安慰。

甚至那些意识到牛顿引力理论导致宇宙不可能静止人,也没有想到提出宇宙可能是在膨胀。相反,他们试图修正理论,使引力在非常大距离时成为斥力。这不会对行星运动预言有重大影响,然而却允许无限颗恒星分布保持平衡——邻近恒星之间吸引力被远隔恒星之间斥力所平衡。然而,现在们知道,这样平衡是不稳定:如果某区域内恒星稍微互相靠近些,引力就增强,并超过斥力作用,这样这些恒星就会继续落到起。反之,如果某区域内

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