相对论、引力论及宇宙论

20 年代后期，周培源就从事广义相对论和宇宙论的研究。为了解决用

于表示爱因斯坦引力场的 10 个二阶非线性偏微分方程组中存在着一组由4 个独立的非线性偏微分方程所组成的 Bianchi 恒等式，致使仅仅用引力方程得不出 10 个引力函数（即引力张量的 10 个分量）的确定解这个难题， 他主张附加物理条件，并曾引进一个条件，从而获得轴对称引力场的一些解。1936～1937 年，周培源在美国普林斯顿高等学术研究院参加爱因斯坦主持的讨论班时，又计算了不同条件下静止场不同类型的严格解，并证明在各向同性条件下，爱因斯坦引力场方程本身即可给出 Friedmann 宇宙的度规张量，使得该问题的解决大大简化。30 年代，束星北(1907～1983)探索引力场与电磁场的统一理论，这在当时是一个超时代的课题。虽然他的研究未取得有实质意义的进展，但他的有关研究对后人还是有启发性的。40 年代初，胡宁(1916～)在普林斯顿高等学术研究院从事关于引力辐射阻尼的研究。他采用广义相对论里通常的坐标条件，改进简化了爱因斯坦等人的方法，首先计算出双星系统的反阻尼结果。他的这一工作被普遍认为是该方面理论研究的创造性贡献。胡宁认为由于广义相对论里的力不是协变的，所以反阻尼的结果是可以理解的。他后来的工作指出坐标条件不是必需的，主张使用附合实际的物理条件，可以得到合理的结果。70 年代末， 正是在双星辐射阻尼的观察上得到引力波存在的第一个证据。