弗里德曼宇宙模型

宇宙常数为零的均匀各向同性宇宙模型的统称

弗里德曼宇宙模型：宇宙常数为零的均匀各向同性宇宙模型的统称。1922年，苏联数学家弗里德曼解爱因斯坦引力场方程，得均匀的、各向同性的宇宙的动态时空度规。

模型简介

式中r，θ，φ为球面极坐标，t为宇宙时,k为空间曲率署符，R(t)为宇宙距离标度因子。1927年，比利时天文学家勒梅特把弗里德曼度规作为一个宇宙模型加以研究，用R(t)随时间的变化描述宇宙演化，得出大尺度宇宙空间随时间而膨胀的概念。有三个解：1 ．开放宇宙，目前宇宙物质的平均密度（p）簇临界密度仇，宇宙将永远膨胀下去，对应于三维双曲或平直空间；2 ．闭合（或胀缩）宇宙宇宙膨胀减慢到一定限度后出现胀缩交替情况，对应三维球空间。目前尚未确定哪种解更符合实际。

假设内容

弗里德曼宇宙模型的两点假设，乍一看来是又大又空又泛，要证明起来，还真让人有种无从下手的感觉。

假设一

假设一中宇宙在各个方向上的同一性，在小尺度上是与直觉相悖的。比如在地球附近，有太阳、月亮、金星、火星以及广袤的虚空，至少在太阳系内，宇宙决不是均匀的。因此假设一只可能在大尺度，至少比星系甚至星系团的尺度更大的宇观尺度上才有可能成立。鉴于实验技术的发展水平，人类能够观测的宇宙只是整个宇宙中微不足道的一小部分，根本无法由此断言宇宙在各个方向上是完全一样的。至于假设二，在人类还没有冲出太阳系的今天，要实地考察，更是痴人说梦。

可是，微波背景辐射的发现，使得看来不可证明的弗里德曼宇宙模型一跃而成了宇宙相当精确的描述。1964年，美国科学家彭齐亚斯和威尔逊在调试灵敏度很高的定向接受天线系统时，发现有3.5K的噪声无法解释，而且该噪声不随气候和季节而改变。气候会影响大气层的性质，因此大气层内的噪声会随气候变化而有所改变。太阳系内的噪声会随地球公转到不同位置而有所改变，因此会对季节更替有所反应。这大约3.5K的噪声几乎是恒定不变的，在不同的方向上，其变化不超过万分之一。所以，这种辐射必然是来自宇宙深处的，它在各个方向上的同一性正是宇宙在各个方向上的同一性的最好证明。

假设二

至于第二点假设，倒是没有明确的证明。只是如果在第一假设成立，而第二假设不成立的情况下，我们可以很容易的推出地球是宇宙的中心。对于好不容易冲出宗教束缚的现代科学而言，再次把地球放置到宇宙的中心无疑是不明智的。所以，就让我们谦虚地离开宇宙中心的位置，承认第二假设也是正确的吧。

模型内容

由使宇宙膨胀的初始力F,宇宙中物质的引力G的大小关系可得出三类模型;即当F＞G时,为第一类弗里德曼模型，当F＜G时，为第二类弗里德曼模型，当F=G时，为第三类弗里德曼模型

第一类

在第一类模型中，宇宙膨胀得足够慢，这样不同星系之间的引力使膨胀减缓，并最终停止。然后星系开始相互靠近，而宇宙收缩。

第二类

在第二类中，宇宙膨胀得如此之快，引力虽然能使之缓慢一些，却永远不能使之停止。

第三类

宇宙的膨胀快到足以刚好避免坍缩。星系的距离也从零开始，然后永远增大。然而，虽然星系分开的速度永远不会完全变为零，但是却会越变越小。

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