宇宙学标准模型,以A.爱因斯坦的广义相对论为基础,描述均匀各相同性宇宙运动规律的模型。该模型指出,离宇宙大爆炸越近,留给这些金属形成的时间就越短。 场方程 按照广义相对论,时空的性质与其中运动着的物质之间是彼此依赖的。时空的性质用线元:ds2=∑gμνdxμdxνds2=gμν(x)dxμdxν(μ,ν=0,1,2,3)(1)描述。式中gμν(x)称为度规张量,在狭义相对论中取常值(−1,+1,+1,+1),一般是时空坐标的函数,由描述物质分布和运动的能量、动量、张量Tμν通过场方程:(2)来确定。式中Λ称为宇宙学常数。Rμν称为里奇张量,R称为标量曲率,是由gμν按一定规则构造的几何量。一旦Tμν已知,求解场方程就可确定gμν。天文观测(特别是宇宙微波背景辐射的观测)表明,宇宙在大尺度上是均匀各相同性的。由此从数学上可严格证明,这种具有最大对称性的时空线元可化为: ds2=dt2-R2(t){dr2/(1-kr2)+r2dθ2+r2sin2θdφ2} (3)式中r、θ、φ称为共动坐标,R(t)称为标度因子,是宇宙时t的函数。k为任意常数,不失一般性可取−1,0,+1几种情形。