在实验室工作当中所栽的这些跟头使他最终意识到，光抱有美好的愿望 ——在研究所拥有自己的房间并成为实验物理学家——是远远不够的，他还 必须有踏踏实实、全面细致的工作态度。
从学生时代起，最使伽莫夫着迷的课题是爱因斯坦的狭义和广义相对 论。在这一领域他掌握了大量的知识，但当时，他最需要的是这方面的严密 数学基础。于是他选修了弗里德曼教授的《相对论的数学基础》一门课程。 弗里德曼教授对相对论的宇宙学问题同他一样抱有浓厚的兴趣，他从教授那 里获得了宇宙膨胀理论的一些早期认识，并把这种理论最终发展为一种举世 公认的解释宇宙形成的理论。下面简略讲一讲这个理论的形成过程。
1915年，爱因斯坦列出了他著名的广义相对论方程，并成功地用它解释 了长期存在着的水星近日点运动的偏差、光线在太阳引力场中的偏转及太阳 光谱中谱线的引力红移等现象，他决心用这一理论从总体上对宇宙进行描 述。
第一个为宇宙的稳定性焦虑不安的正是万有引力定律的创立者、英国著 名科学家牛顿。如果宇宙中的每一物质都通过引力吸引另一物质，那么整个 宇宙为什么没有坍缩成一团浆呢？爱因斯坦认为，他的改进了的引力理论能 够成功地处理牛顿这个古老的佯谬，因而确保宇宙的稳定性。第一步，他设 计了一种似乎能撇开牛顿的忧虑，而证明宇宙在其现存物质都放回到初始位 置时可能是稳定的数学论证，然后他着手寻找能导致这样一个稳定宇宙在时 间上永远不变的物质分布模式。但在进行过程中，他陷入了料想不到的困境： 没有一种可能的物质分布能够满足稳定性的条件，这是一个属于下述类型的 逻辑佯谬：
1）如果宇宙存在，那么它必然是稳定的。
2）不可能存在稳定的宇宙。
因此：
1）＋2），宇宙并不存在。
不过爱因斯坦没有走得那么远，他仅作出结论说，广义相对论的基本方 程在运用于宇宙时是不正确的，必须加以修改。事实上他已发现，如果把他 原来方程再加上一项，即所谓“宇宙学项”，那么局面就可能改观，宇宙将 不致发生最终的坍缩。确实，这个新项有相当古怪的物理学解释，它代表一 种斥力，这种力随两物体之间的距离增大而增大，并且只取决于其中一个物 体的质量。然而只要能拯救宇宙，什么都行！结果就产生了著名的爱因斯坦 的稳定球形宇宙模型，这是他在1917年提出的。
弗里德曼从纯数学的角度去研究爱因斯坦就这个问题发表的论文，他注 意到爱因斯坦在他那对于宇宙必定永远稳定不变的所谓证明中犯了一个错 误。凡是学过初等代数的学生都知道，以任何量去除方程的两边都是允许的， 只是这个量不能为零。然而在爱因斯坦的证明里，他在一个中间方程中用一 个复杂的表达式去除方程的两边，而在某些情况下，这个表达式有可能等于 零。
因此，当这个表达式等于零时，爱因斯坦的证明就站不住脚了。弗里德 曼与伽莫夫意识到，这打开了一个全新世界的大门：宇宙是随着时间而变化 的，它经历着膨胀、坍缩和脉动等时期。而正是这一学说，开创了宇宙科学 的新纪元。
一年的时间过去了，伽莫夫顺利地通过了各项研究生考试，开始了他的 正式学生生涯。他和周围一群年轻有为、志同道合的同事形成一个充满活力 的研究小组。由于理论工作者们没有自己的工作室，他们经常聚会的地方是 波格曼图书馆。这个图书馆专为教授和研究生开放，它成为一个讨论现代物 理学和其他问题的场所。下面是一位研究者作的一首小诗，描绘了那个舒适 的小天地：
多舒适啊，波格曼图书馆，
二十五年如一日丝毫不移，
在这个欢乐的科学殿堂里，
我们的理论家相聚在一起。
这里因科学天才而闻名。
是认识“什么”和“为什么”的基地。
在这里，骑士风度的布尔西安教授，
穿着进口服装靠在沙发里。
每到考试临近时，
弗·亚·福克也在这里，
他翘着两撇小胡子，
不分昼夜出问题。
伊万宁科最爱打瞌睡，
老得伴着拍子把糖块送嘴里。
伽莫夫为了克服这毛病，
不停地使劲嚼着巧克力。
美妙的歌喉数朗道，
与人争论数他第一，
不管何时与何地，
哪怕和椅子也能谈谈问题。
1925、1926年，理论物理学界出现了令人振奋的事情，由丹麦物理学家 丹尔斯·玻尔在1913年创立的著名的原子的量子轨道模型陷入了困境，尽管 它在过去十年中曾使人们了解原子结构方面取得巨大进展。显然，现在需要 一种全新的观点来推动它的发展。奇怪的是，这些新观点以两种完全不同的 形式出现，而且两者是如此不同，以致使理论物理学家们十分困惑。其中一 种形式是德国物理学家海森堡 （就是“测不准原理”的发现者）提出的所谓 矩阵力学，另一种是“波动力学”。它们的差别看上去是那么悬殊，然而， 这两种理论几乎得出完全相同的结果，并且同样出色地解释了观察到的原子 特性，而玻尔的理论正是在这上面碰了壁。但是不久便发现，矩阵力学和波 动力学在物理学上完全等同，只是表达它们对所用的数学语言不同而已，这 就像同一本书两种不同文字的版本一样，看上去印刷符号很不相同，但内容 却全一样。
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