爱尔兰研究人员发现了爱因斯坦在1931年设想的一个宇宙模型,因为手稿被错误归档,理论也被人遗忘。去年8月,耶路撒冷希伯来大学将爱因斯坦的手稿扫描公布在网站上,研究人员在查找手稿时重新发现了这个被错误归档的宇宙学模型。
爱因斯坦的这篇早期论文很少人知晓,论文的名称是“以相对论的观点分析宇宙问题”,论文发表的时间是1931年,爱因斯坦在1931年的论文中提出了至今似乎被人们遗忘的、经过修订的宇宙模型,该模型的显著特征是爱因斯坦放弃了在1917年发表相对论时提出的一种静态的宇宙模型,爱因斯坦在1931年的论文中,“自我革新”地引进了一种“与时俱进”的动态宇宙模型,该模型的显著特征是宇宙在经历了一种大收缩之后,正在经历一个相反的大膨胀过程,天文学家哈勃首先观测到了宇宙膨胀的过程。爱因斯坦在1931年提出的宇宙模型与1932年提出的爱因斯坦—德西特宇宙模型形成了显著的对比,由爱因斯坦和德西特提出的已经是广泛知晓的模型认为我们的宇宙只是发生单向度的大膨胀过程。
在爱因斯坦发表1931年论文的时候,有关宇宙正在膨胀的证据早已经出现,当时的天文学家哈勃的观测结果最具有说服力。对于哈勃的观测证据,爱因斯坦不是不予理会,而是以一种敏锐的、渴求的眼光来看待观它们,并试图用相对论的宇宙模型解释新的观测结果,爱因斯坦已经想到了将所谓的“宇宙常数项”从他的场方程中移除,或者是将他的场方程中的宇宙常数项设置为零,他的场方程就能很好地与哈勃的观测结论相一致。由于爱因斯坦过去一贯信仰一个静态的、均衡的宇宙,他在1917年的场方程和宇宙模型中人为地添加了一个所谓的宇宙常数,正是这个宇宙常数抵消了宇宙的大膨胀。取消了宇宙常数之后,爱因斯坦的场方程和宇宙模型就可以得出一种结论,即:我们的宇宙首先是膨胀,然后是收缩,膨胀的起点和收缩的终点就是物理学上称之为的“奇点”。
科马克·欧拉菲和布兰登在论文中也讨论了爱因斯坦对于宇宙学的不同议题的观点,诸如:膨胀过程中的空间弯曲和时间跨度,他们发现了爱因斯坦在计算中的一些异常现象,比如:他们认为爱因斯坦在计算宇宙的半径和物质分布的密度时,存在数量上的错误,认为爱因斯坦对于宇宙年龄的计算是以天体物理学家弗里德曼的分析为基础的,而弗里德曼的分析存在一些有疑问的地方,弗里德曼对于一个相对论的随时间而变化的宇宙半径和宇宙球面曲率的计算不一定十分准确。爱因斯坦接受了宇宙是不断膨胀的现代宇宙学的观点,他的从静态宇宙到动态宇宙的信念转变比起同时代的科学家来说要晚得多,直到1931年,他才接受了膨胀宇宙的观念,早在1931年之前,埃德温·哈勃就观测到了光线的红移现象,这些光线是由当时认为是遥远的星云发出的,之后天文学家认识到这些星云是遥远的星系,事实上,爱因斯坦的“观念更新”有过一段曲折复杂的思维过程。
发表在《欧洲物理学杂志H》上的另一篇论文从另外的侧面分析了爱因斯坦观念的转变,论文的作者是苏黎世联邦理工学院所属的天文学学院的哈里·努斯鲍默,他在论文中描述了爱因斯坦在1917年的时候,将自己的相对论原理应用到了宇宙学的研究中,提出了一种同质均匀的静态宇宙理论,时空的弯曲是由于引力形成的,然而,爱因斯坦的静态宇宙观有一个致命的疑难,如果仅仅考虑引力的作用,那么静态的宇宙在引力的作用下,将会不断地弯曲,最终走向崩塌。为了避免宇宙大崩塌的结局,爱因斯坦引进了宇宙常数的概念。在1917年之后,1931年之前,爱因斯坦曾经强烈地反对宇宙膨胀的观点,而他的同时代的科学家都支持动态宇宙的理论,例如:1922年,俄国物理学家亚历山大·弗里德曼指出了爱因斯坦的场方程适用于动态的宇宙,1927年,比利时鲁汶大学的乔治斯·勒梅特将天文观测和广义相对论的理论结合起来,得出了宇宙正在膨胀的结论,此时,爱因斯坦仍然拒绝放弃自己的静态宇宙结构理论。

直到1931年,爱因斯坦在普鲁士科学院的报告中接纳了膨胀宇宙的模型。1932年,爱因斯坦与荷兰的理论物理学家和天文学家威廉·德西特共同合作,提出了一种宇宙永恒膨胀的模型,这就是科学界广泛知晓的爱因斯坦—德西特宇宙模型,该模型直到1990年代的中期才获得了普遍的认可,对于爱因斯坦而言,无论是1931年提出的模型,还是1932年建立的宇宙结构,人为添加的宇宙常数项都不再是场方程中需要的因素,至于宇宙常数在现代的暗能量理论中得到了复活,能够证明暗能量的存在,那是另一回事情,与爱因斯坦理解的概念有很大的不同。
在这篇论文中,爱因斯坦提出了一个完全不同的宇宙模型,认为膨胀的宇宙仍然可能保持不变和保持稳定状态,因为空间在不断创造出新的物质。这个模型与后来Fred Hoyle在1948年提出的稳态宇宙论相同。爱因斯坦没有公布的原因是他在里面发现了 一个错误。爱因斯坦提出稳态宇宙论是为了替代创世大爆炸理论,他一直抵制创世大爆炸,即使其他理论物理学家指出,创世大爆炸是广义相对论的一个自然结果。