STEADY STATE THEORY: HISTORIE, FORKLARING, NUTID - ARTE - 2025

Den steady state-teorien er en kosmologisk model, hvor universet ser altid den samme, uanset hvor eller når det iagttages. Dette betyder, at selv på de fjerneste steder i universet er der planeter, stjerner, galakser og tåger fremstillet med de samme elementer, som vi kender og i samme forhold, selvom det er en kendsgerning, at universet ekspanderer.

På grund af dette anslås universets tæthed til at falde med kun massen af ​​en proton pr. Kubik kilometer om året. For at kompensere for dette postulerer stabilitetsteorien eksistensen af ​​en kontinuerlig produktion af stof.

Figur 1: Billede af det ekstreme dybe felt taget af Hubble-rumteleskopet 13,2 milliarder lysår væk. (Kredit: NASA; ESA; G. Illingworth, D. Magee og P. Oesch, University of California, Santa Cruz; R. Bouwens, Leiden University; og HUDF09-teamet)

Det bekræfter også, at universet altid har eksisteret og vil fortsætte med at eksistere for evigt, skønt det som sagt før ikke benægter dets ekspansion, eller den deraf følgende adskillelse af galakserne, fakta, der er fuldt ud bekræftet af videnskaben.

Historie

Steady state-teorien blev foreslået i 1946 af astronomen Fred Hoyle, matematikeren og kosmologen Hermann Bondi og astrofysikeren Thomas Gold, der var baseret på en idé inspireret af horrorfilmen 1945 af natten.

Tidligere havde Albert Einstein formuleret et kosmologisk princip, hvor han siger, at universet skal være "ufravikeligt under rumtidsoversættelser og under rotationer." Med andre ord: det skal være homogent og ikke have nogen præferenceretning.

I 1948 tilføjede Bondi og Guld dette princip som en del af deres teori om universets stabile tilstand, hvor de oplyste, at universets densitet forbliver ens på trods af dets kontinuerlige og evige ekspansion.

Forklaring

Den stationære model sikrer, at universet fortsætter med at udvide sig for evigt, fordi der altid vil være kilder til stof og energi, der opretholder det, som vi kender det i dag.

På denne måde oprettes kontinuerligt nye hydrogenatomer til dannelse af tåger, der til sidst vil give anledning til nye stjerner og galakser. Alle i samme takt, som de gamle galakser bevæger sig væk, indtil de bliver uobserverbare, og de nye galakser er fuldstændig ikke skelne fra de ældste.

Hvordan ved du, at universet ekspanderer? Undersøgelse af lyset fra stjerner, der hovedsageligt er sammensat af brint, der udsender karakteristiske linjer med elektromagnetisk emission, der ligner et fingeraftryk. Dette mønster kaldes et spektrum og kan ses i følgende figur:

Figur 2. Emissionsspektrum for brint. Den røde linje svarer til bølgelængden på 656 nm.

Galakser består af stjerner, hvis spektre er de samme som dem, der udsendes af atomer i vores laboratorier, bortset fra en lille forskel: De forskydes mod højere bølgelængder, det vil sige mod rød på grund af Doppler-effekten, hvilket er et utvetydigt tegn på en afsides beliggenhed.

De fleste galakser har denne rødskift i deres spektre. Kun få i den nærliggende "lokale gruppe af galakser" viser et blåt skift.

En af dem er Andromeda-galaksen, der nærmer sig, og som muligvis inden for mange eons vil Mælkevejen, vores egen galakse, smelte sammen.

De tilbagegående galakser og Hubbles lov

En karakteristisk linje for brintspektret er den ved 656 nanometer (nm). I lyset af en galakse er den samme linje flyttet til 660 nm. Derfor har den en rødskift på 660 - 656 nm = 4 nm.

På den anden side er kvotienten mellem bølgelængdeskiftet og bølgelængden i hvile lig kvotienten mellem hastigheden på galaksen v og lysets hastighed (c = 300.000 km / s):

Med disse data:

v = 0,006c

Det vil sige, denne galakse bevæger sig væk med 0,006 gange lysets hastighed: ca. 1800 km / s. Hubbles lov hedder, at afstanden af ​​en galakse d er proportional med den hastighed v, hvormed den bevæger sig væk:

Proportionalitetskonstanten er den inverse af Hubble-konstanten, betegnet som Ho, hvis værdi er:

Dette betyder, at galaksen i eksemplet er i en afstand af:

Til stede

Indtil videre forbliver den mest almindeligt accepterede kosmologiske model Big Bang-teorien. Imidlertid fortsætter nogle forfattere med at formulere teorier uden for det og understøtter stabilitetsteorien.

Forskere til fordel for en stabil tilstand teori

Den indiske astrofysiker Jayant Narlikar, der arbejdede i samarbejde med en af ​​skaberne af den stabile tilstandsteori, har lavet relativt nyere publikationer til støtte for en stabil tilstand.

Eksempler på dem: "Oprettelse af stof og afvigende rødskift" og "Teorier om strålingsabsorption i ekspanderende universer", begge udgivet i 2002. Disse værker søger alternative forklaringer til Big Bang for at forklare udvidelsen af ​​universet og universet mikroovn baggrund.

Den svenske astrofysiker og opfinder Johan Masreliez er en anden af ​​de moderne forsvarere af teorien om stabil tilstand ved at foreslå den kosmiske ekspansion til skala, en ukonventionel alternativ teori til Big Bang.

Det russiske videnskabsakademi offentliggjorde i anerkendelse af sit arbejde en monografi af sine bidrag i astrofysik i 2015.

Kosmisk baggrundstråling

I 1965 opdagede to ingeniører fra Bell Phone Laboratories: A. Penzias og R. Wilson baggrundsstråling, som de ikke kunne eliminere fra deres retningsbestemte mikrobølgeantenner.

Det mest nysgerrige er, at de ikke kunne identificere en kilde til dem. Strålingen forblev den samme i hvilken retning antennen var rettet. Fra strålingsspektret bestemte ingeniørerne, at dens temperatur var 3,5 K.

Tæt på dem og baseret på Big Bang-modellen forudsagde en anden gruppe forskere, denne gang astrofysikere, kosmisk stråling med den samme temperatur: 3,5 K

Begge hold kom til den samme konklusion helt anderledes og uafhængigt uden at vide om den andres arbejde. Tilfældigt blev de to værker udgivet på samme dato og i samme tidsskrift.

Eksistensen af ​​denne stråling, kaldet kosmisk baggrundstråling, er det stærkeste argument mod den stationære teori, fordi der ikke er nogen måde at forklare det medmindre det er resterne af stråling fra Big Bang.

Advokater var imidlertid hurtige med at foreslå eksistensen af ​​strålingskilder spredt i hele universet, som spredte deres stråling med kosmisk støv, skønt der ikke er bevis så langt, at disse kilder faktisk eksisterer.

Argumenter til fordel

På det tidspunkt, det blev foreslået, og med de tilgængelige observationer, var steady state-teorien en af ​​de mest accepterede af fysikere og kosmologer. På det tidspunkt - midt i det 20. århundrede - var der ingen forskel mellem det nærmeste univers og det fjerne.

De første estimater baseret på Big Bang-teorien dateres universet til ca. 2 milliarder år, men på det tidspunkt blev det kendt, at solsystemet allerede var 5 milliarder år gammelt og Mælkevejen mellem 10 og 12 milliarder år gammel. flere år.

Denne forkert beregning blev et punkt til fordel for den faste tilstandsteori, da universet åbenbart ikke kunne have startet efter Mælkevejen eller solsystemet.

Aktuelle beregninger baseret på Big Bang estimerer universets alder til 13,7 milliarder år, og indtil videre er der ikke fundet genstande i universet før denne alder.

Modargumenter

Mellem 1950'erne og 1960'erne blev der opdaget lyse kilder til radiofrekvenser: kvasarer og radiogalakser. Disse kosmiske objekter er kun blevet fundet i meget store afstande, hvilket vil sige i den fjerne fortid.

I henhold til stabilitetsmodellen bør disse intense kilder til radiofrekvenser distribueres mere eller mindre ensartet gennem det nuværende og det tidligere univers, men beviserne viser andet.

På den anden side er Big Bang-modellen mere konkret med denne observation, da kvasarer og radiogalakser kunne have dannet sig i tættere og varmere stadier af universet og senere blevet galakser.

Udsigter over universet

Fjern panorama

Fotografiet i figur 1 er det ekstreme dyb feltbillede, der er taget af Hubble-rumteleskopet mellem 2003 og 2004.

Det svarer til en meget lille brøkdel mindre end 0,1 º af den sydlige himmel i stjernebilledet Fornax, langt fra Mælkevejens blænding, i et område, hvor normale teleskoper ikke fanger noget.

På fotografiet kan du se spiralgalakser, der ligner vores egne og vores nære naboer. Fotografiet viser også diffuse røde galakser, hvor stjernedannelse er ophørt, samt punkter, der er endnu fjernere galakser i rum og tid.

Universet anslås at være 13,7 milliarder år gammelt, og dybsfeltfotografiet viser galakser 13,2 milliarder lysår væk. Før Hubble var de fjerneste galakser, der blev observeret, 7 milliarder lysår væk, og billedet lignede det, der blev vist på dybsfeltfotografiet.

Billedet i dybe rum viser ikke kun det fjerne univers, det viser også det forgangne ​​univers, fordi de fotoner, der blev brugt til at opbygge billedet, er 13,2 milliarder år gamle. Det er derfor billedet af en del af det tidlige univers.

Nær- og mellempanorama

Den lokale gruppe af galakser indeholder Mælkevejen og det nærliggende Andromeda, trekantgalaksen og nogle tredive andre, mindre end 5,2 millioner lysår væk.

Dette betyder 2.500 gange mindre afstand og tid end dybe feltgalakser. Universets udseende og formen på dets galakser ligner dog det fjerne og ældre univers.

Figur 3: Hickson-44 gruppe af galakser i stjernebilledet Leo 60 millioner lysår væk. (Kreditter: MASIL Imaging Team)

Figur 2 er en prøve af mellemområdet i det udforskede univers. Det er Hickson-44-gruppen af ​​galakser 60 millioner lysår væk i stjernebilledet Leo.

Som det ses, ligner universets udseende på afstande og mellemtider det dybe universets 220 gange længere væk og den lokale gruppes fem gange tættere.

Dette får os til at tro, at teorien om universets stabile tilstand mindst har et observationsgrundlag, da universets panorama i forskellige rum-tidsskalaer er meget ens.

I fremtiden er det muligt, at der oprettes en ny kosmologisk teori med de mest succesrige aspekter af både stabil tilstandsteorien og Big Bang-teorien.

Referencer

1. Bang - Crunch - Bang. Gendannes fra: FQXi.org
2. Britannica Online encyklopædi. Stabil tilstandsteori. Gendannes fra: Britannica.com
3. Neofronters. Steady state model. Gendannes fra: neofronteras.com
4. Wikipedia. Stabil tilstandsteori. Gendannet fra: wikipedia.com
5. Wikipedia. Kosmologisk princip. Gendannet fra: wikipedia.com