গ্যালাক্সি এবং বিস্তৃত মহাবিশ্ব
আইনস্টাইন প্রায়শই সাথে সাথে মহাকর্ষে তাঁর মাধ্যাকর্ষণ তত্ত্বকে প্রয়োগ করেছিলেন এবং ১৯১17 সালে তাঁর প্রথম মহাজাগতিক গবেষণামূলক প্রবন্ধ প্রকাশ করেছিলেন। কারণ জ্যোতির্বিদ্যায় সাম্প্রতিক কাজ সম্পর্কে তিনি ভাল জানেন না বলেই তিনি ধরে নিয়েছিলেন যে মহাবিশ্ব স্থির এবং অপরিবর্তনীয় ছিল। আইনস্টাইন ধরে নিয়েছিলেন যে বিষয়টি পুরো মহাবিশ্বে সমানভাবে বিতরণ করা হয়েছিল, তবে তিনি তার ক্ষেত্রের সমীকরণের কোনও স্থির সমাধান খুঁজে পেতে পারেননি। সমস্যাটি ছিল মহাবিশ্বের সমস্ত বিষয়ে পারস্পরিক মাধ্যাকর্ষণ মহাবিশ্বকে চুক্তি করার দিকে ঝুঁকবে। সুতরাং, আইনস্টাইন একটি অতিরিক্ত শব্দটি চালু করেছিলেন যা একটি উপাদান containing, "মহাজাগতিক ধ্রুবক" সমন্বিত ছিল। নতুন শব্দটি একটি সর্বজনীন মহাজাগতিক বিদ্বেষমূলক শক্তি সরবরাহ করেছিল, যা মহাকর্ষের প্রভাবগুলি মোকাবেলায় দুর্দান্ত দূরত্বে কাজ করতে পারে। পরে তিনি যখন মহাবিশ্বের বিস্তার সম্পর্কে জানতে পেরেছিলেন, আইনস্টাইন মহাজাগতিক ধ্রুবকে তাঁর কেরিয়ারের সর্বশ্রেষ্ঠ ভুল হিসাবে বর্ণনা করেছিলেন described (তবে মহাজাগতিক ধ্রুবকটি বিংশ শতাব্দীর শেষের দিকে এবং একবিংশ শতাব্দীর কসমোলজিতে ফিরে এসেছিল in এমনকি আইনস্টাইন যখন ভুল করেছিলেন, তখনও তিনি প্রায়শই গভীর কিছু বিষয় নিয়ে আসতেন))
আইনস্টাইনের স্থিতিশীল সমাধানটি মহাবিশ্বের সীমাবদ্ধ ভলিউমকে উপস্থাপন করেছে তবে কোনও কিনারা নেই, কারণ স্থানটি নিজের দিকে ফিরে বাঁকা হয়েছিল। সুতরাং, একটি কাল্পনিক ভ্রমণকারী একটি সরলরেখায় চিরকাল ভ্রমণ করতে পারে এবং মহাবিশ্বের কোন প্রান্তে আসতে পারে না। স্থানটির ইতিবাচক বক্রতা রয়েছে, সুতরাং ত্রিভুজের কোণগুলি 180 than এর বেশি যুক্ত করে, যদিও অতিরিক্ত পরিমাণটি কেবলমাত্র আকারের ত্রিভুজগুলিতে প্রদর্শিত হবে। (একটি ভাল দ্বিমাত্রিক উপমা পৃথিবীর উপরিভাগ surface এটি অঞ্চলটিতে সীমাবদ্ধ তবে এর কোন প্রান্ত নেই))
বিংশ শতাব্দীর শুরুতে, বেশিরভাগ পেশাদার জ্যোতির্বিদরা এখনও বিশ্বাস করেছিলেন যে মিল্কিওয়ে মূলত দৃশ্যমান মহাবিশ্বের মতোই ছিল। সংখ্যালঘু দ্বীপ মহাবিশ্বের একটি তত্ত্বে বিশ্বাস করেছিল। যে সর্পিল নীহারিকা প্রচুর নক্ষত্র ব্যবস্থা, যা মিল্কিওয়ের সাথে তুলনাযোগ্য এবং তাদের মধ্যে বিশাল ফাঁকা দূরত্ব সহ স্থানের মধ্যে ছড়িয়ে ছিটিয়ে রয়েছে। দ্বীপ-মহাবিশ্বের তত্ত্বের একটি আপত্তি ছিল যে মিল্কি ওয়েয়ের বিমানের কাছাকাছি খুব কম সর্পিল দেখা যায়, তথাকথিত পরিহারের অঞ্চল। সুতরাং, সর্পিলগুলি অবশ্যই একরকম মিল্কিও সিস্টেমের একটি অংশ হতে হবে। তবে আমেরিকান জ্যোতির্বিদ হবার কার্টিস উল্লেখ করেছিলেন যে কিছু সর্পিল যেগুলি প্রান্ত-অন দেখা যেতে পারে তাদের স্পষ্টতই তাদের "নিরক্ষীয়" বিমানগুলিতে বিপুল পরিমাণে ধূলিকণা ধারণ করে। কেউ আশা করতে পারে যে মিল্কিওয়ের পুরো বিমানটিতে প্রচুর পরিমাণে ধূলিকণা থাকবে, যা ব্যাখ্যা করবে যে কেন সেখানে অনেকগুলি ম্লান সর্পিল দেখা যায় না; দৃশ্যমানতাটি কম গ্যালাকটিক অক্ষাংশে কেবল অস্পষ্ট। ১৯১17 সালে কার্টিস তাঁর সর্পিলগুলির ছবিতে তিনটি নবাও খুঁজে পান; এই নোভা এর অজ্ঞতা ইঙ্গিত দেয় যে সর্পিলগুলি মিল্কিওয়ে থেকে অনেক দূরত্বে ছিল।
মহাবিশ্বের স্থির চরিত্রটিকে শীঘ্রই চ্যালেঞ্জ জানানো হয়েছিল। ১৯১২ সালে, অ্যারিজোনার লোয়েল অবজারভেটরিতে আমেরিকান জ্যোতির্বিদ ওয়েস্টো এম। স্লিফার সর্পিল নীহারিকার রেডিয়াল বেগ পরিমাপ করা শুরু করেছিলেন। স্লিফার প্রথম যে সর্পিলটি পরীক্ষা করেছিলেন তা হ'ল অ্যান্ড্রোমিডা নীহারিকা, যা ব্লুশিফ্ট হয়ে গেছে - যা প্রতিগুণে 300 কিলোমিটার (200 মাইল) গতিবেগের সাথে মিল্কি ওয়েয়ের দিকে এগিয়ে চলেছে, যে মহা গতিটি যে কোনও আকাশের জন্য পরিমাপ করা হয়েছে আপত্তি আপ যে সময়। 1917 সাল নাগাদ স্লিফার 25 সর্পিলের জন্য রেডিয়াল বেগ ছিল, কিছুগুলি প্রতি সেকেন্ডে 1000 কিলোমিটার (600 মাইল) বেশি। এই ধরনের গতিতে চলমান বস্তুগুলি খুব কমই মিল্কিওয়ের অন্তর্ভুক্ত হতে পারে। যদিও কয়েকজনকে ব্লুশিফ্ট করা হয়েছিল, তবে আকাশগঙ্গা থেকে দূরে গতির সাথে মিল রেখে অপ্রতিরোধ্য সংখ্যাগরিষ্ঠদের পুনর্নির্বাচিত করা হয়েছিল। তবে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা অবিলম্বে এই সিদ্ধান্তে পৌঁছান নি যে মহাবিশ্বটি বিস্তৃত হচ্ছে। বরং স্লিফার সর্পিলগুলি আকাশের চারপাশে অভিন্নভাবে বিতরণ করা হয়নি, তাই জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা সর্পিল ব্যবস্থার প্রতি শ্রদ্ধার সাথে সূর্যের গতিবেগ অনুমান করার চেষ্টা করার জন্য ডেটা ব্যবহার করেছিলেন। স্লিফারের সর্বাধিক সর্পিলগুলি মিল্কিওয়ের একদিকে এবং কমছে, অন্যদিকে কয়েকটি ছিল এবং কাছে এসেছিল। স্লিফারের পক্ষে, মিল্কিওয়ে নিজেই একটি সর্পিল ছিল, সর্পিলের বৃহত্তর ক্ষেত্রের প্রতি শ্রদ্ধা রেখে চলছিল।
১৯১17 সালে ডাচ গণিতবিদ উইলেম ডি সিটার ক্ষেত্রের সমীকরণের স্পষ্টতই স্থির একটি মহাজাগতিক সমাধান খুঁজে পেয়েছিলেন, যা আইনস্টাইনের চেয়ে পৃথক, যা দূরত্ব এবং রেডশিফ্টের মধ্যে একটি সম্পর্ককে দেখায়। যদিও এটি স্পষ্ট ছিল না যে ডি সিটারের সমাধান মহাবিশ্বকে বর্ণনা করতে পারে, কারণ এটি পদার্থবিহীন ছিল, এটি জ্যোতির্বিদদের দূরত্ব এবং পুনর্নির্মাণের মধ্যে একটি সম্পর্ক সন্ধান করতে উদ্বুদ্ধ করেছিল। ১৯২৪ সালে সুইডিশ জ্যোতির্বিদ কার্ল লন্ডমার্ক একটি গবেষণামূলক গবেষণা প্রকাশ করেছিলেন যা সর্পিলের দূরত্ব এবং বেগের মধ্যে প্রায় লিনিয়ার সম্পর্ক (যদিও প্রচুর ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকে) দেয়। অসুবিধাটি ছিল সঠিকভাবে যথেষ্ট দূরত্বগুলি জানার ক্ষেত্রে। অ্যান্ড্রোমিডা নীহারিকাতে লন্ডমার্ক যে নোভা লক্ষ্য করেছিলেন তা ব্যবহার করে এই নীভুলার দূরত্ব প্রতিষ্ঠা করে এই অনুমান করে যে এই নভের মিল্কিওয়েতে নোভা-র মতো একই গড় নিরঙ্কুশ উজ্জ্বলতা থাকবে যার দূরত্ব প্রায় জানা ছিল। আরও দূরবর্তী সর্পিলের জন্য, লন্ডমার্ক এমন অশোধিত অনুমানগুলি শুরু করেছিল যে। সমস্ত সর্পিলগুলিকে অ্যান্ড্রোমিডা নীহারিকার মতো একই ব্যাস এবং উজ্জ্বলতা থাকতে হয়েছিল। সুতরাং, নোভা স্ট্যান্ডার্ড মোমবাতি হিসাবে কাজ করে (এটি, একটি সংজ্ঞায়িত উজ্জ্বলতাযুক্ত বস্তু), এবং আরও দূরবর্তী সর্পিলগুলির জন্য, সর্পিলগুলি নিজেরাই স্ট্যান্ডার্ড মোমবাতিতে পরিণত হয়েছিল।
তাত্ত্বিক দিক থেকে ১৯২২ থেকে ১৯২৪ সালের মধ্যে রাশিয়ান গণিতবিদ আলেকসান্দ্র ফ্রিডম্যান আইনস্টাইনের সমীকরণের ননস্ট্যাটিক মহাজাগতিক সমাধান অধ্যয়ন করেছিলেন। এগুলি মহাবিশ্বের বিস্তৃতি বা সংকোচনের অনুমতি দিয়ে এবং মহাবিশ্বকে পদার্থ ধারণ করার অনুমতি দিয়ে ডি সিটারের মডেল ছাড়িয়ে আইনস্টাইনের মডেল ছাড়িয়ে গেছে। ফ্রেডম্যান নেতিবাচক বক্রতা সহ মহাজাগতিক মডেলগুলিও প্রবর্তন করেছিলেন। (নেতিবাচকভাবে বাঁকা জায়গায়, ত্রিভুজের কোণগুলি 180 less এরও কম পরিমাণে যুক্ত হয়।) ফ্রেডম্যানের সমাধানগুলিতে সামান্য তাত্ক্ষণিক প্রভাব পড়েছিল, আংশিক কারণ 1925 সালে তাঁর প্রাথমিক মৃত্যুর কারণে এবং কিছুটা কারণ তিনি তাঁর তাত্ত্বিক কাজকে জ্যোতির্বিজ্ঞানের পর্যবেক্ষণের সাথে সংযুক্ত করেননি। আইনস্টাইনের একটি নোট প্রকাশিত হ'ল তাতে কোনও সহায়তা হয়নি যে ফ্রিডম্যানের 1922-এর গবেষণাপত্রে একটি মৌলিক ত্রুটি রয়েছে; আইনস্টাইন পরে এই সমালোচনা প্রত্যাহার করেন।
