对宇宙的结构认识上，爱因斯坦提出时空与物质间具有统一性的观点

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众所周知，宇宙是我们人类自然科学研究领域中最大的一个部分；关于宇宙，我们人类随着自身科学技术水平的不断发展和进步，已经有了越来越深入的了解和认识；其中也掌握了许多有关于宇宙空间中的各个方面的知识，这些知识中包含了我们人类对宇宙空间里，那些天体在运行中的某种科学上的解释、或者是为建立起某种天体模型上一系列必不可少的东西。

这些宇宙知识的体系，已经足可以让我们对现行的宇宙，能够理性地作出可供观测的范围之内，那些宇宙的自身起源与不太久远的某个宇宙时期内演变的历史；从我们已经发射进入太空中的那些地球近地轨道上的卫星，以及为各种不同目的而进行科学研究的服务，深入到太阳系际的那些深空的探测器等等，都已经为我们能够以科技的方式，来展开对宇宙空间里进行全方位的高智慧生命伙伴的搜寻与探索的工作。

但是就目前而言，我们现在对宇宙的基本认识是，在相对较小的时空里，对那些宇宙中的物质依次聚集起来为现在的星体、星系、星系团、超星系团、超超星系团等等的天体上，所要进行探索和研究的路程还将十分的遥远；当然这些星体的分布在宇宙空间里，整体上都是呈现为均匀的、各个方向上具有相同性的状态而分布的；换言之，宇宙没有属于自己的中心，在宇宙的空间里存在的任何典型的星系，都是我们人类所要观察宇宙运行的规律中，同属于一样的物质结构和性质属性。

当然，这样的说法也是证明了，我们的宇宙始终都是在大尺度的范围上进行持续的膨胀着的.....

近代时期，就在科学家们发现了天空中呈现出一片许多云雾状的天体时，这些被发现的云雾状的天体，被后来的天文学家们称之为星云星系；在1924年的某一天，著名的天文学家哈勃教授在自己的研究所里，把天文望远镜的镜头对准了那片宇宙中仙女座大星云区域的方向上，对那里进行了一次全面的观测研究和考证；

由此，他在观测中分辨出了这是星系中分布的一个单一性的星云天体；同时，这个发现让他很容易的将这处河外星系中的星云与宇宙中的尘埃云之间被轻易的区分开来，而且他在随后的观测中还发现了仙女座大星云并不是同属于这处银河系中的共同天体，这处被分开来的星云天体而是属于一个距离我们地球大约220万光年之外，与我们的银河系拥有着相同结构的星系天体，在这片大星云的区域命名上，后来被科学家们谓之为河外的星系。

而后，哈勃教授继而又对着河外星系做了更加深入细致的研究时，发现了更多的宇宙中具有相同结构的遥远深处的河外星系。

1912年的年初，致力于天体光谱学研究的一位美国的天文学家斯莱弗，在一次对宇宙空间的深入观测时，发现了宇宙空间中几乎所有分布的河外星系里，那些区域中的光谱线都存在着向红端方向移动的痕迹；对照着这个被发现的现象，斯莱弗如果是按照多普勒的效应来进行解释的话，那就意味着这些宇宙中遥远深处的星系，此时此刻都在作着远离我们的地球而去的运动，并且这些星系的远离运动的轨迹幅度还是相当巨大的；比如，在室女座的大星云区域里，这个星云的运行轨迹在宇宙空间里是每秒1000多公里的速度远离我们的地球。

1929年，当时的天文学家哈勃教授为此考察了斯莱弗的科学研究的工作，并结合了他自己对于河外星系的研究方向上，把这些星系的运行研究的范围扩大到了每秒2万公里的速度里，并且还提出了一个非常著名的哈勃定律：即当星系光谱线中的红移量达到它们与我们地球之间的距离成为正比时，即可证明宇宙在膨胀中或者是星系在加速的远离我们的这一理论观点。

后来，哈勃教授的这一著名的理论，被后世的科学家们经过长期的观测后被进一步的证实；能够被证实的观点也就是说明了，河外星系中的红移量也是能够反映出整个宇宙整体特征上的系统性红移的规律，从大致的宇宙中任何的一点上来看这个宇宙的空间，每个区域里所看到的几乎都是所有的天体都在远离着该点而去，这就证明了我们的宇宙始终都在持续膨胀中的观点。

但是对于这种宇宙的膨胀，其实按照科学家们的说法，就是一种全方位的无中心性的膨胀，他们认为这种膨胀的情形，就好像是类似于一颗膨胀后的气球上一样，各个方位上分布的点位之间，进行相互之间远离的空间结构上，是同属于一个相同的性质。

在近代时期，从牛顿的时空观中，我们发现了他对于“空间”的这个学术概念的理解，是一种属于绝对均匀的三维平直且在各个方向上都具有相同性的假设；即时间的结构是单向一维的结构维度，就像我们地面上的那些河流一样匀速流淌着；而牛顿这样的假设，同时也表明了在时间上和空间上都是与物质无关的观点，就他本人说的那样，“它们就好像是一个盛装物质的容器，恒古不变且永远的存在下去。”

爱因斯坦于1905年和1915年先后提出了狭义相对论与广义相对论的理论，他在自己的狭义相对论上建立起了一个初步由时间、空间统一性的一个观点，以及时间和空间在与物质之间的运动上产生的联系；在他的狭义相对论中，时空度是一个随着物质的运动而产生了一系列的相应变化的维度。

而在广义相对论的理论中，他就统一了引力的质量和惯性的质量之间的概念，即引力场等效于具有相当加速度的参照系的规律；同时他还揭示了四维时空与物质之间具有统一的关系，指出了其中的质量及其分布的状况都是决定了时空的结构。那么我们反过来看的话，这个意思就是引力场的空间在宇宙中呈现为几何弯曲的表现形式，且这种空间的曲率体现了这个引力场所在的强度范围。

之后，科学界上有些科学家们依据爱因斯坦的这种理论来进行推论，在极强的引力场中，比如在黑洞上，这里的物质空间收缩成为一个一维的世界，而这个一维的世界在时间上却扩张为三维的空间结构：即物理学超强理论的解释，认为在这个极其微观高能的一维世界中，时空的表现形式可能就是十一维的空间结构。

与此同时，爱因斯坦在论文中还指出了在宇宙中，大引力场周围的环境里可以观测到空间弯曲的现象，并且还预言了在日全食的时候，还能够观测到太阳背景处的恒星位置上，可以被证实的这种空间弯曲的观点。

日全食

1919年，著名科学家爱丁顿带领着他的团队，远赴非洲进行观测日全食的时候，验证了爱因斯坦关于他提出的光线在引力场中可以发生弯曲的预言，并且也进一步证实了爱因斯坦关于物质与时空结构之间关系上的理论模式。


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