能令愛因斯坦意識(shí)到自己犯了一個(gè)大錯(cuò)誤，想必一定是非常重要的問題或者是一個(gè)核心觀點(diǎn)，要知道愛因斯坦就連對量子力學(xué)的哥本哈根詮釋都是一直持反對態(tài)度的。那么標(biāo)題所言的定律究竟是什么呢？被愛因斯坦承認(rèn)的錯(cuò)誤又是什么呢？
答案就是哈勃定律，為此愛因斯坦還特地在他建立的引力場方程中將宇宙常數(shù)項(xiàng)刪去，認(rèn)為這是他一生中犯過的最大錯(cuò)誤（要知道如果當(dāng)初愛因斯坦沒有為引力場方程強(qiáng)加一個(gè)宇宙常數(shù)項(xiàng)，那么他就很有可能早就預(yù)言出咱們的宇宙是動(dòng)態(tài)的、膨脹的），進(jìn)而承認(rèn)宇宙不是靜態(tài)的，而是時(shí)刻膨脹著的。
而使愛因斯坦做出如此舉動(dòng)的，就是哈勃定律的提出者——愛德文·鮑威爾·哈勃（1889年—1953年）。
哈勃 1889—1953年
此前的一篇文章中，我們介紹的光譜紅移，知道了有三種方式能導(dǎo)致紅移的出現(xiàn)，分別是多普勒紅移、引力紅移、以及宇宙學(xué)紅移。而哈勃定律正是與這個(gè)宇宙學(xué)紅移有關(guān)，由此才引開了后來科學(xué)家對于宇宙起源的迅猛探索，并且還未宇宙大爆炸理論提供了一個(gè)重要的觀測證據(jù)。
時(shí)間來到1919年，時(shí)年30歲的哈勃被威爾遜山天文臺(tái)所聘用，而看中哈勃的正是著名天文學(xué)家喬治.海爾（1868-1968年），而在這里，哈勃的天文觀測才能終于開始大肆發(fā)揮了，借助于當(dāng)時(shí)威爾遜山天文臺(tái)裝備的全世界最先進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡——2.5m口徑的胡克望遠(yuǎn)鏡（這歸功于喬治.海爾當(dāng)年向當(dāng)時(shí)洛杉磯富商胡克拉的贊助）。
胡克望遠(yuǎn)鏡
而哈勃先確定了當(dāng)時(shí)很多被稱為星云的天體實(shí)際上是河外星系（也就是我們銀河系之外的星系），哈勃利用眾多星云照片中辨認(rèn)出的造父變星，來確定了這些星云距離地球的距離，并且當(dāng)時(shí)已經(jīng)測得了銀河系直徑大約在10萬光年左右。（造父變星被稱作“量天尺”，相關(guān)內(nèi)容等以后有機(jī)會(huì)另寫一篇文章介紹）
哈勃在觀測
而在這樣的基礎(chǔ)上，哈勃便開始測量這些遙遠(yuǎn)星系的光譜情況，隨著分析的星系數(shù)量不斷增加，哈勃發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象，那就是這些星系幾乎無一例外的都表現(xiàn)出光譜紅移的跡象，并且隨著星系的距離的上升，紅移的也越發(fā)明顯（也即是紅移值變高）。
對于這一現(xiàn)象，相信每個(gè)人的第一反應(yīng)便是多普勒效應(yīng)，這些河外星系與咱們的銀河系存在相對運(yùn)動(dòng)，在不斷的遠(yuǎn)離我們，因此都表現(xiàn)出光譜的紅移。但隨著星系的數(shù)的不斷增多，人們開始察覺到，可能單單只用多普勒效應(yīng)來解釋有些不太合理了。畢竟，如此巨量的星系，并且分布的還均勻，也就是在地球的四面八方的星系，都幾乎的同時(shí)遠(yuǎn)離咱們。很顯然，這里面還有一層更深的原因。
時(shí)間來到了1929年，這一年哈勃在分析了大量的觀測數(shù)據(jù)之后，明確的指出：那些離地球越遠(yuǎn)的河外星系，它們的遠(yuǎn)離速度就更快，速度和距離呈現(xiàn)正比關(guān)系（可以見下圖）
用數(shù)學(xué)方程表示：v=HD，其中v是河外星系的退行速度，D是距離，而H被稱為哈勃常數(shù)（所代表的含義就是每隔一段百萬秒差距的距離，星系退行的速度就會(huì)上漲一個(gè)數(shù)值），根據(jù)2013年普朗克衛(wèi)星提供的數(shù)據(jù)顯示，哈勃常數(shù)的數(shù)值大約在67.8公里每秒，也即是每隔一個(gè)百萬秒差距（約326萬光年），星系的速度就增加67.8公里每秒。
而這段描述就是著名的哈勃定律，這個(gè)定律被認(rèn)為是宇宙膨脹最好的證據(jù)，為后來的宇宙大爆炸理論的建立也提供的重要支撐。
此外這里還需要簡單強(qiáng)調(diào)一下，雖然哈勃定律聽上去，星系紅移的原因仍舊是因?yàn)樾窍档倪\(yùn)動(dòng)所致，但這里的遠(yuǎn)離并非我們常規(guī)觀點(diǎn)中地遠(yuǎn)離（列如小汽車開遠(yuǎn)了），因?yàn)槟切┬窍档募t移屬于宇宙學(xué)紅移，它只是一個(gè)因?yàn)榭臻g尺度的伸展而導(dǎo)致的光線紅移，也就是說這種退行速度，只是一種表面上的主觀認(rèn)知下地遠(yuǎn)離行為，而不是真的哪一方運(yùn)動(dòng)了（比如像小汽車那樣的運(yùn)動(dòng)）。
因?yàn)楦鶕?jù)宇宙各向同性，哈勃定律在宇宙中任意位置都適用，也就是你不管在哪顆外星球，只要你朝四周宇宙空間觀測，你都會(huì)得出距離越遠(yuǎn)的星系，它的退行速度越快。
但這個(gè)定律在當(dāng)時(shí)意義則更多的是表現(xiàn)在打破了千百年來人類對宇宙的傳統(tǒng)認(rèn)知。
雖然人類早就承認(rèn)了地球不是宇宙的中心，此后又逐步突破了天貴地輕的觀點(diǎn)（比如在太陽上發(fā)現(xiàn)了大量地球上存在元素），但千百年來，宇宙是穩(wěn)定且靜態(tài)的觀點(diǎn)一直占據(jù)著人們的內(nèi)心，即使偉大如愛因斯坦，也仍舊沒有突破這個(gè)傳統(tǒng)的束縛。甚至于愛因斯坦將他的引力場方程，非?！按直钡闹苯訌?qiáng)加了一項(xiàng)宇宙常數(shù)項(xiàng)，因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)，如果按照原先的引力場方程，我們的宇宙將不可能是靜態(tài)的，這是多么荒謬的一件事??！
亞歷山大.弗里德曼
實(shí)際上通過廣義相對論發(fā)現(xiàn)我們的宇宙并非靜態(tài)的，不止愛因斯坦一人，比如當(dāng)時(shí)的蘇聯(lián)科學(xué)家弗里德曼，他經(jīng)過對愛因斯坦廣義相對論的研究，在數(shù)學(xué)角度上考慮，宇宙常數(shù)項(xiàng)顯的十分多余，從引力場方程出發(fā)，弗里德曼甚至還論證了在時(shí)間的流逝上，我們的宇宙具有逐漸膨脹的可能性。
即便如此，愛因斯坦一開始依舊非常堅(jiān)定自己沒有錯(cuò)，因?yàn)橐粋€(gè)穩(wěn)定而又靜態(tài)的宇宙是那么的美麗，這從他對追求理論之美的這一點(diǎn)上也可以看出。但這些總歸是愛因斯坦的一廂情愿，畢竟事實(shí)勝于雄辯，即便對方是愛因斯坦。
哈勃的觀測事實(shí)證明，愛因斯坦犯了一個(gè)大錯(cuò)誤。以至于當(dāng)年聽聞了哈勃的觀測成果后，還親自跑到哈勃工作的天文臺(tái)去親自確認(rèn)。最終他不得不自己承認(rèn)，他加入的宇宙常數(shù)項(xiàng)是一個(gè)多余的手段，這也成了愛因斯坦自己一生中最大的錯(cuò)誤和遺憾。
