勒梅特
勒梅特（Georges Henri Joseph Édouard Lemaître）是一位比利时天主教神父、数学家、天体物理学家。他在1927年首次提出了宇宙大爆炸起源论，并估算了爱德文·哈勃常数。这一理论后来被爱德文·哈勃的观察所证实，因此被命名为哈勃定律。2018年，国际天文联合会将其更名为哈勃-勒梅特定律，以纪念勒梅特的贡献。勒梅特还提出了现代大爆炸理论，认为宇宙开始于一个小的原始“超原子”的灾变性爆炸。他的理论在宇宙论中已居于主导地位。
人物经历
勒梅特出生于一个有名的亚麻纺织商家族，他们家族自17世纪起就居住在比利时沙勒罗瓦市西北边的顾塞尔小城。他的祖父爱德华-赛维尔·勒梅特曾是矿区经理，后转行做煤矿木材生意并发家致富。乔治的父亲约瑟夫是法学博士，接管了父亲留下的玻璃作坊，但一场火灾使他财富化为乌有，之后全家搬往布鲁塞尔。乔治是家中四个儿子中的老大，他的父母教导孩子要和金钱保持距离，不要贪恋金钱。
勒梅特十岁时进入沙勒罗瓦耶稣会办的圣心中学学习，十六岁毕业后去布鲁塞尔的圣米歇学院读了一年的数学预科。1911年，进入天主教鲁汶大学学习工程学和哲学，1914年7月21日拿到工程学博士学位。第一次世界大战爆发后，他与弟弟杰克一起参军，担任炮兵军官，表现英勇获得十字勋章。战后，他重返鲁汶大学，学习数学和力学，同时准备担任教区神父。1922年，撰写论文《爱因斯坦的物理学》，获得比利时奖学金，前往英国剑桥大学圣埃德蒙学院当研究助理，师从英国天体物理学家亚瑟·埃丁顿，学习现代宇宙学、恒星天文学及数值分析。1924年，前往哈佛大学深造，后转往麻省理工学院。1925年回到比利时，于天主教鲁汶大学任兼职讲师。1927年7月，他回到麻省理工发表博士论文，拿到了物理博士学位，在鲁汶大学当上教授。
勒梅特在学术界的工作包括计算出了爱因斯坦场方程的一个严格解，这个解后来被称为弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规，并由此指出宇宙是膨胀的。他在《布鲁塞尔科学学会年鉴》上以法语发表了名为“将银河外星云的径向速度考虑在内，均质宇宙的质量不变、半径不断增加”的论文，提出宇宙不是静止的，而是在不断地膨胀；他在斯里弗星系退行速度测量理论和爱德文·哈勃的星系与地球距离理论的基础上，第一次建立起了星系退行速度与它们和地球距离之间的关系，并首次估算了哈勃常数。但是因为文章是以法语发表的，没有引起学术界的注意，而是以哈勃1929年发表的文章为准，将这一发现命名为“哈勃定律”。英国天文学家亚瑟·埃丁顿把勒梅特1927年的原始论文于1931年3月以简短的英文译本发表于《皇家天文学会月报》，但是由于当时哈勃的计算更为精确，按勒梅特本人的请求，他没有把速度与距离之间关系的段落译出来。学术界在2018年10月，以1927年勒梅特的原文为准，把定律改为“哈勃-勒梅特定律”。
勒梅特与阿尔伯特·爱因斯坦在第五届欧内斯特·索尔维物理研讨会上遇到，勒梅特把自己的文章给他看，但持宇宙静态论的爱因斯坦对他提出的宇宙膨胀论不以为然，爱因斯坦评论说：“你的数学计算无懈可击，但是物理方面的观点真是糟透了。”1931年，亚瑟·埃丁顿发表了勒梅特的论文译本后，勒梅特被邀请到伦敦参与英国科学协会主办有关物理宇宙与灵性两者关系的会议。在会上，勒梅特提出原始原子论：宇宙由这一原始原子膨胀爆炸发展而来。他后来在《自然》上将理论详细发表。1932年，勒梅特的理论在科普杂志Popular Science上刊登，第一次将理论向公众介绍。1949年，这一理论被持宇宙恒态论观点的英国天文学家弗雷德·霍伊尔在一次英国广播公司广播采访节目中嘲讽地称为“大爆炸”而广为流传。
1933年，勒梅特在《布鲁塞尔科学学会年鉴》中发表关于宇宙大爆炸更详细的论文，他怀疑太空的宇宙射线中可能留有最初爆炸的痕迹，于是开始了对宇宙射线的深入研究；在此过程中，因为牵扯到大量计算，接触到最早的电子计算机，他对此非常感兴趣，回到比利时之后，倡导建立了天主教鲁汶大学的计算中心，又于1958年为大学购买了第一部电子计算机。之后，他开始研究和改进计算机编程语言，成为比利时电子计算机的先锋人物。
勒梅特一生中与阿尔伯特·爱因斯坦四度会面：第一次在1927年的索尔维会议，第二次在1932年于比利时的会议，第三次在1933年一月于加州理工学院，第四次在1935年的普林斯顿大学。在1933年加州理工学院的会议上，当勒梅特详细阐述了他的理论之后，据说爱因斯坦站起来鼓掌，并说：“这是我听过的关于宇宙起源最优美并令人满意的解释。”然而，爱因斯坦可能并不是称赞勒梅特的整套理论，而是特指宇宙射线可能是大爆炸遗留产物的假说。
教学生涯
1925年，勒梅特在美国取得博士学位后，回到鲁汶天主教大学当兼职讲师，教授数学和物理。二十世纪三十年代，他陆陆续续在美国几所大学充当客座教授：哈佛大学，麻省理工学院，加州理工学院，美国天主教大学以及普林斯顿大学。据一位他四十年代数学系的学生回忆，勒梅特是“一个博学的智者，但不是一个好的教育家。有点像向日葵教授（漫画《丁丁历险记》中的人物）。”他从来不备课，来上课的第一句话常常是：上节课我们上到哪儿了。学生告诉他，他于是接下去讲他要讲的东西。上课的时候，他解释一个计算过程：从这里到那里用某某公式，很容易就算好了。这时学生会提醒他，这个某某公式他从来没教过。 于是他就转去解释这个公式。有次期末口试，他问学生问题，学生回答说这些您从来没教过，于是他叫学生把课堂笔记给他看，他翻了一遍之后说好吧的确没教过，重新问了其它问题。当时学校已经有电子计算机了，于是他把学生分成两拨，一拨用计算机计算，另一拨人工计算，如果算出来的两个结果不一样，就把学生重新分组，继续计算。但是他会分给学生啤酒作为奖励。
宗教与科学
1920年，勒梅特进入梅赫伦的修院学习神学，决定献身教会；1923年，他完成修行成为神父。他说：“于我而言，科学和宗教信仰，在探索追求真理的道路上，缺一不可。”1951年，教皇庇护十二世宣称勒梅特的理论为天主教提供了科学上的依据。勒梅特对教皇的言论表示不满，认为自己的理论是中立的，宗教与他的理论没有任何联系。勒梅特和教皇的科学顾问丹尼尔·奥·康奈尔说服教皇不要公开提及神创论，以及不要再发表关于宇宙学的看法。勒梅特认为宗教与科学并非互相冲突，但他亦反对将二者混为一谈。1960年，勒梅特被教皇约翰二十三世任命为宗座科学院的主席。
逝世
1964年，他心脏病发作一次，健康情况非常不好。1965年，他的助手兼同事奥登·奥达尔前来告诉他美国的两个科学家发现了背景辐射，进一步证明了他关于宇宙起源的猜想。1966年6月20日，已经患有白血病的勒梅特在挚友查尔斯·曼巴克的陪伴下于鲁汶的圣皮埃尔医院逝世。6月24日，在雨中，他的灵柩回到故乡沙勒罗瓦，葬在马西内尔的家族墓地中。
主要贡献
勒梅特根据施瓦西度规（Schwarzschild vacuum solution）通过坐标变换得到勒梅特度规，这是一个引力作用下的自由下落度规。这个度规是勒梅特宇宙模型的基础。其后罗伯逊与沃克发展了勒梅特度规，得到更高维度（三维）对称的罗伯逊-沃克度规，作为伽莫夫提出的大爆炸宇宙模型的度规基础。勒梅特还研究过宇宙射线和三体问题，三体问题是用数学方法描述三个互相吸引的物体在空间中的运动。
勒梅特的主要著作有《论宇宙演化》（1933）和《原始原子假说》（1946）。
个人观点
1927年，勒梅特教士发表了他的主要研究成果：均质的宇宙质量不变，半径不断增加，并阐明了银河外星云的径向速度，就如何对当时的两种相对论进行两难选择提出了解决办法，一种是阿尔伯特·爱因斯坦的相对论，认为宇宙“饱和”“静止”，另一种是威廉·德西特的相对论，认为宇宙在膨胀，但里面没有物质。不久之后，他于1931年对自己的成果加以补充，提出他的宇宙起源假说的雏形，即原始原子。根据这种假说，宇宙在不断膨胀，它起源于一个原子的放射性裂变。勒梅特的想法与一些根深蒂固的偏见相抵触。虽然对空间和时间的看法起了变化，虽然宇宙一般处于静止状态作为不言明的宇宙学公设被人接受，但是，要等到1929年，即勒梅特的第一篇文章发表两年之后，爱德文·哈勃和赫马森才公布一个星系退行的速度和它的距离之间的关系：这一次，宇宙膨胀的问题不是由一位宇宙起源学理论家来提出，而是由进行观测的天文学家来提出。但是，是否应该把谱线红移看做远离的运动的标志。有些人曾否定过这点，有几个人仍对此持否定态度：其他的物理学原因被提了出来，但是，与“退行”的假说不同的是，这些其他原因要么不能阐明观测到的所有效应，要么使人预见到一些至今尚未观测到的效应。
提出问题
一、勒梅特首先提出的问题是，从数学家对可能无限和实际无限的推理出发，来了解众多恒星是有限的还是无限的。他的结论是，恒星的数目是有限的。但是，由此是否能推断出恒星之间的空间是有限的。
结论并非完全是直接得出的，因为如果说恒星是实际存在的，用测量空间来对它进行划分只是潜在的可能。尽管如此，十分明显的是，如果几何定律在不做过大改变的情况下能在恒星世界中成立，就能从恒星数目有限中得出结论，认为包含所有恒星的凸多面体的体积有限。这种推断得出的主要假设是，阿基米德可用于两个恒星的距离，这就是说，如果连接这两个恒星的一条线是有限的长度，那么就可以用有限数的运算来算出这个路程。如果恒星之间有距离的关系，那么，它们所包含的体积就是有限的。
二、提出了虚空的边界问题。
大量恒星扩展到几千秒差距（parsec）远的地方，形成一种圆盘，其宽度为高度的十倍。圆盘之外有什么。我们看到，天文学大大扩展了宇宙体系，使我们隐约看到在奇远无比的距离之外的巨大星团和银河外的星云。但是，在这些之外，我们是否能够达到，是否应该希望达到最后一个星云，达到位于世界边缘的最后一个恒星。
可以设想一个凸多面体，其顶点有最后几颗恒星，多面体里包含着其他所有恒星。只要这最后几颗恒星同其他恒星有距离的关系，我们就能像刚才解释的那样肯定，这个多面体包含的体积是有限的。这个多面体包含所有的恒星或所有的粒子，不管其性质如何，它们的物质已经形成。这个多面体之外什么也没有。宇宙看来是一个物质的气泡，沉入虚无的海洋之中。
无物质的空间是什么。这个问题涉及最困难、争论得最多的哲学问题之一：什么是空间。我们不想在如此危险的地方往前走，但我们可以看到，主要的哲学体系虽说在许多方面存在着根本的分歧，却都是根据物质来确定空间。我们传统的哲学认为，空间是物体广延的一种抽象，是有形体的实体的一种偶有属性，只能在有物质的地方被理解，无实体的定位偶有属性是无法想象的。伊曼努尔·康德的体系通过另一条途径得出同样的结论。空间是现象的形式，没有现象它就不能被想象出来。根据这两种哲学的任何一种，我们都可以说空间在物体之中，完全虚空的空间只能是虚无，因此并不存在。
原始原子假说
在研究了有限但无边界的均质空间的几何特点之后，勒梅特对空间和物质的关系进行研究，这种关系迫使他抛弃了欧几里得几何。根据相对论，引力的效应之一是改变空间的特点。在太阳或恒星这样的天体近旁，几何就不是欧几里得的，因为人们说空间有某种曲率。决定几何特点和重力特点之间的这种相关的方程式包含一个参数，其重要性在行星运动这种尺度较小的现象中不会显示出来，但在研究整个宇宙时它的作用就变得极为重要。因此，它被称为宇宙常数（constante cosmologique）。
在相当大的尺度内，物质均匀地分布在宇宙之中。在宇宙常数和宇宙密度之间存在着一种关系。这两个量是成正比的。既然有物质，宇宙常数就不可能是零，必然是正数。宇宙常数的值决定空间的几何特点，宇宙常数如是正数，其结果是空间为椭圆形，另外这还决定宇宙周长。这样，宇宙周长还同物质密度的平方根成反比。这种值得注意的关系是阿尔伯特·爱因斯坦发现的，能使我们对空间的大小有一个概念。物质密度是一种量，就可以凭经验来认识它，即通过对邻近区域发生的事进行观测来认识它。“邻近区域”，意思是十分巨大的空间，就是用研究手段能观测到的那样大，但同整个宇宙相比还非常小。
根据爱因斯坦所说的关系，半个宇宙周长，即空间中最大的距离，同密度的平方根成反比。按太阳每立方秒差距的密度来计算，半个宇宙周长将是二百万秒差距。在一个五十万秒差距的立方中平均有一个星云，每个星云同两亿五千万个太阳一样大。因此，物质密度为500/0．25等于太阳每个立方秒差距的五亿分之一。计算平方根，则半个空间周长是二百万的两万两千倍，即四百亿秒差距，用望远镜能观测到的距离的一千倍。
勒梅特认为不必掩盖这些估计的近似性，并提出了宇宙维度不变这个最根本的问题。另外，爱因斯坦的宇宙理论同意空间匀质的假说，这种假说非常合情合理，没有一开始就提到这种假说，即宇宙周长不因时间而变化，换句话说，宇宙是静止的。看来有十分明显的迹象表明，这种非常合情合理的假说实际上并未得到证实。
荷兰天文学家威廉·德西特发展了一种以相对论为基础的宇宙理论，其缺点是从根本上认为宇宙 不包含任何物质，但却阐明了一种极为有趣的现象。
星系光谱线普遍红移的现象如被解释为多普勒效应，则表明所有的星系都在离开人们远去，它们离的距离越远，退行的速度就越快。如果星云都在离开星系，那么，这仿佛说明，星系是宇宙的中心点，具有特殊的性质。不愿意接受这种结论。奇怪的是，智慧之地要用具体的特点显示出来。它既不是恒星的局部体系的中心，也不是星系的中心，惊讶的是，它是星云体系的中心。
这种结论看来违背了一种宇宙学原理（principe cosmologique），这种原理认为，宇宙中没有特别好的视点，但勒梅特立刻加以纠正：只须认为，星云在空间的布局仍然相同，但空间的性质随着时间变化，宇宙周长是可变的，随着时间增加。于是，两个星云的距离仍是宇宙周长的同一部分，因此像宇宙周长一样增加。任何两个星云都相互远离。事情的发生有点像位于肥皂泡表面的微生物看到的那样。当肥皂泡膨胀时，每个微生物都会看到它附近的微生物离它远去。它的样子像是一个中心点，而且只是一个中心点。
因此，宇宙在膨胀，所有观测都证实了这一假说，假说使思想追溯到时间的起始，并立刻就想象出宇宙的起源，当时的宇宙即使不是点状，至少也极为稠密。原始原子假说是一种宇宙起源假说，根据这种假说，世界起源于一个原子的放射性裂变。设想原始原子均匀地充满着半径很小（从天文学角度来看）的空间。因此就没有表面电子的位置。这种原子根据设想只存在了一刹那的时间，它确实是不稳定的；从它存在时起，它就分裂成小块，这些小块也各自分裂；在小块之间出现电子、质子、小粒子等。因此空间的半径迅速增大，而原始原子的那些碎片仍然均匀地充满着空间。在空间膨胀的第一个阶段，从一个几乎是零的半径出发沿渐近线行进，会遇到处于辐射中的速度巨大的粒子，其总能量可能在原子的单位重量能量中占据很大的部分。空间的这种迅速膨胀的结果是使辐射变弱，同时也使原子的相对速度减慢。因此，我们至少在局部上开始看到静态平衡，即气体云的形成。这些气体云都有很高的相对速度，并与辐射混杂在一起，而辐射也已因膨胀而减弱。
获得荣誉
1934年，获得比利时颁发的最高学术与科学奖项法朗基奖，提名人为阿尔伯特·爱因斯坦、夏尔-让·德拉瓦莱·普桑及汉普汀。1936年，获得法国天文学会的最高奖项扬森奖。1941年，获选为比利时皇家科学与艺术院院士。1950年，比利时给他颁发应用数学时代奖，表彰他在1933-1942年间做出的贡献。1953年，获得英国皇家天文协会颁发的爱丁顿奖章，是奖章的首位获得者。
后世纪念
• 小行星1565以他的名字命名。
• 月球中有一个以他的名字命名的陨石坑。
• 新鲁汶天主教大学的一栋教学楼以他的名字命名。
• 2012年2月16日，欧洲航天局宣布第五个自动运载飞船取名“乔治·勒梅特”。
• 2017年5月，他的两尊塑像分别安放在法语区新鲁汶天主教大学以及荷兰语区鲁汶天主教大学。
• 2018年7月17日，谷歌以首页图标庆祝他124岁冥诞。
• 2019年5月23日，Big Bang路开通，这是一条连接鲁汶和新鲁汶的自行车道，沿途设置一些解说点介绍勒梅特一生的工作。
• 在沙勒罗瓦市十字路口，名为“科学之洲”的环岛上，刻有四位比利时科学家的名字，包括勒梅特。
参考资料
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