Plik teoria stanu stacjonarnego Jest to model kosmologiczny, w którym wszechświat ma zawsze ten sam wygląd, niezależnie od tego, gdzie i kiedy jest obserwowany. Oznacza to, że nawet w najbardziej odległych miejscach wszechświata znajdują się planety, gwiazdy, galaktyki i mgławice zbudowane z tych samych pierwiastków, które znamy iw takich samych proporcjach, chociaż faktem jest, że wszechświat się rozszerza.
Z tego powodu szacuje się, że gęstość Wszechświata spada o zaledwie jedną masę protonu na kilometr sześcienny rocznie. Aby to zrekompensować, teoria stanu ustalonego postuluje istnienie ciągłej produkcji materii.
Potwierdza również, że wszechświat istniał zawsze i będzie istniał wiecznie, chociaż, jak powiedziano wcześniej, nie zaprzecza jego ekspansji ani wynikającej z niej separacji galaktyk, faktom w pełni potwierdzonym przez naukę..
Indeks artykułów
Teoria stanu stacjonarnego została zaproponowana w 1946 roku przez astronoma Freda Hoyle'a, matematyka i kosmologa Hermanna Bondiego oraz astrofizyka Thomasa Golda, na podstawie pomysłu zainspirowanego horrorem Śmierć nocy od 1945 roku.
Wcześniej Albert Einstein sformułował kosmologiczną zasadę, w której stwierdza, że wszechświat musi być „niezmienny w przypadku translacji czasoprzestrzennych i rotacji”. Innymi słowy: musi być jednorodny i pozbawiony preferencyjnego kierunku.
W 1948 roku Bondi i Gold dodali tę zasadę do swojej teorii stanu ustalonego Wszechświata, stwierdzając, że gęstość Wszechświata pozostaje jednolita pomimo jego ciągłej i wiecznej ekspansji..
Model stacjonarny zapewnia, że wszechświat będzie się rozszerzał w nieskończoność, ponieważ zawsze będą istniały źródła materii i energii, które utrzymują go w takim stanie, w jakim znamy go dzisiaj..
W ten sposób nieustannie tworzone są nowe atomy wodoru, które tworzą mgławice, które ostatecznie dadzą początek nowym gwiazdom i galaktykom. Wszystko w tym samym tempie, z jakim stare galaktyki oddalają się, aż staną się nieobserwowalne, a nowe galaktyki są całkowicie nie do odróżnienia od starszych..
Skąd wiesz, że wszechświat się rozszerza? Badanie światła gwiazd, które składają się głównie z wodoru, który emituje charakterystyczne linie emisji elektromagnetycznej przypominające odciski palców. Ten wzór nazywa się widmo i jest obserwowane na poniższym rysunku:
Galaktyki składają się z gwiazd, których widma są takie same, jak te emitowane przez atomy w naszych laboratoriach, z wyjątkiem niewielkiej różnicy: są one przesunięte w kierunku wyższych długości fal, to znaczy w kierunku czerwieni z powodu efektu Dopplera, który jest jednoznacznym znakiem oddalenie.
Większość galaktyk ma to przesunięcie ku czerwieni w swoich widmach. Tylko kilka w pobliskiej „lokalnej grupie galaktyk” wykazuje przesunięcie ku niebieskiemu..
Jedną z nich jest galaktyka Andromedy, która się zbliża iz którą prawdopodobnie w ciągu wielu eonów połączy się Droga Mleczna, nasza własna galaktyka.
Charakterystyczna linia widma wodoru to 656 nanometrów (nm). W świetle galaktyki ta sama linia przesunęła się do 660 nm. Dlatego ma przesunięcie ku czerwieni 660 - 656 nm = 4 nm.
Z drugiej strony, iloraz przesunięcia długości fali i długości fali w stanie spoczynku jest równy ilorazowi prędkości galaktyki v i prędkość światła (c = 300 000 km / s):
Δλ / λo = v / c
Z tymi danymi:
4/656 = v / c = 0,006
v = 0,006c
Oznacza to, że ta galaktyka oddala się z prędkością 0,006 razy większą od prędkości światła: około 1800 km / s. Prawo Hubble'a mówi, że odległość galaktyki re jest proporcjonalna do prędkości v z którym odchodzi:
d ∝ v
Stała proporcjonalności jest odwrotnością stałej Hubble'a, oznaczoną jako Ho, którego wartość to:
Ho = 73,5 km / s / Mega Pársec.
Oznacza to, że galaktyka w przykładzie znajduje się w odległości:
d = (1 / Ho) v =1800 / 73,5 Mega Pársec = 24,5 Mega Pársec = 80 milionów lat świetlnych.
Jak dotąd najpowszechniej akceptowanym modelem kosmologicznym pozostaje teoria Wielkiego Wybuchu. Jednak niektórzy autorzy nadal formułują teorie poza nim i wspierają teorię stanu ustalonego.
Hinduski astrofizyk Jayant Narlikar, który pracował we współpracy z jednym z twórców teorii stanu ustalonego, opublikował stosunkowo nowe publikacje popierające model stanu ustalonego..
Przykłady z nich: „Tworzenie materii i anomalne przesunięcie ku czerwieni” oraz „Teorie absorpcji promieniowania w rozszerzających się wszechświatach”, oba opublikowane w 2002 roku. Prace te poszukują alternatywnych wyjaśnień Wielkiego Wybuchu, aby wyjaśnić ekspansję wszechświata i mikrofalowe tło.
Szwedzki astrofizyk i wynalazca Johan Masreliez jest kolejnym ze współczesnych obrońców teorii stanu ustalonego, proponując kosmiczną ekspansję na skalę, niekonwencjonalną teorię alternatywną dla Wielkiego Wybuchu..
Rosyjska Akademia Nauk w uznaniu jego pracy opublikowała w 2015 roku monografię jego wkładu w astrofizykę.
W 1965 roku dwóch inżynierów z Bell Telephone Laboratories: A. Penzias i R. Wilson odkryli promieniowanie tła, którego nie byli w stanie wyeliminować ze swoich kierunkowych anten mikrofalowych..
Najciekawsze jest to, że nie potrafili zidentyfikować ich źródła. Promieniowanie pozostało takie samo w każdym kierunku, w którym skierowana była antena. Na podstawie widma promieniowania inżynierowie ustalili, że jego temperatura wynosi 3,5 K..
W ich pobliżu i na podstawie modelu Wielkiego Wybuchu inna grupa naukowców, tym razem astrofizycy, przewidziała promieniowanie kosmiczne o tej samej temperaturze: 3,5 K.
Obie drużyny doszły do tego samego wniosku w zupełnie inny i niezależny sposób, nieświadomy pracy drugiej. Przypadkowo te dwie prace zostały opublikowane tego samego dnia i w tym samym czasopiśmie.
Istnienie tego promieniowania, tzw kosmiczne promieniowanie tła, jest najsilniejszym argumentem przeciwko teorii stacjonarnej, ponieważ nie da się jej wyjaśnić, chyba że dotyczy pozostałości promieniowania po Wielkim Wybuchu.
Jednak zwolennicy szybko zaproponowali istnienie źródeł promieniowania rozproszonych po całym wszechświecie, które rozpraszały swoje promieniowanie wraz z kosmicznym pyłem, chociaż jak dotąd nie ma dowodów na to, że źródła te faktycznie istnieją..
W czasie, gdy została zaproponowana i mając dostępne obserwacje, teoria stanu ustalonego była jedną z najbardziej akceptowanych przez fizyków i kosmologów. Do tego czasu - do połowy XX wieku - nie było już różnicy między najbliższym wszechświatem a odległym..
Pierwsze szacunki oparte na teorii Wielkiego Wybuchu, datowały Wszechświat na około 2 miliardy lat, ale wtedy było wiadomo, że Układ Słoneczny miał już 5 miliardów lat, a Droga Mleczna od 10 do 12 miliardów lat..
Ten błąd w obliczeniach stał się argumentem przemawiającym za teorią stanu ustalonego, ponieważ najwyraźniej wszechświat nie mógł powstać po Drodze Mlecznej lub Układzie Słonecznym..
Aktualne obliczenia oparte na Wielkim Wybuchu szacują wiek Wszechświata na 13,7 miliarda lat i do tej pory nie znaleziono żadnych obiektów we Wszechświecie przed tym wiekiem.
Pomiędzy 1950 a 1960 rokiem odkryto jasne źródła częstotliwości radiowych: kwazary i galaktyki radiowe. Te kosmiczne obiekty zostały znalezione tylko z bardzo dużych odległości, czyli w odległej przeszłości..
Zgodnie z założeniami modelu stanu ustalonego, te intensywne źródła częstotliwości radiowych powinny być rozmieszczone mniej więcej równomiernie w obecnym i przeszłym wszechświecie, jednak dowody wskazują na coś innego..
Z drugiej strony model Wielkiego Wybuchu jest bardziej konkretny w tej obserwacji, ponieważ kwazary i galaktyki radiowe mogły powstawać w gęstszych i gorętszych stadiach Wszechświata, stając się później galaktykami..
Zdjęcie na rycinie 1 to skrajnie głębokie zdjęcie wykonane przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a w latach 2003-2004.
Odpowiada to bardzo małej części mniej niż 0,1º południowego nieba w konstelacji Fornax, z dala od blasku Drogi Mlecznej, w miejscu, w którym zwykłe teleskopy niczego nie wychwytują.
Na zdjęciu widać galaktyki spiralne podobne do naszej i naszych bliskich sąsiadów. Fotografia pokazuje również rozproszone czerwone galaktyki, w których ustały powstawanie gwiazd, a także punkty, które są jeszcze bardziej odległymi galaktykami w przestrzeni i czasie..
Wszechświat ma 13,7 miliarda lat, a zdjęcia głębokiego pola pokazują galaktyki oddalone o 13,2 miliarda lat świetlnych. Przed Hubble'em najdalsze obserwowane galaktyki znajdowały się 7 miliardów lat świetlnych od nas, a obraz był podobny do tego, który pokazano na fotografii głębokiego pola..
Obraz kosmosu nie tylko pokazuje odległy wszechświat, ale także przeszły wszechświat, ponieważ fotony, które posłużyły do zbudowania obrazu, mają 13,2 miliarda lat. Jest to zatem obraz części wczesnego wszechświata.
Lokalna grupa galaktyk obejmuje Drogę Mleczną i sąsiednią Andromedę, galaktykę Trójkąt i około trzydziestu innych, oddalonych o mniej niż 5,2 miliona lat świetlnych..
Oznacza to 2500 razy mniejszą odległość i czas niż w przypadku galaktyk głębokiego pola. Jednak wygląd Wszechświata i kształt jego galaktyk wygląda podobnie do odległego i starszego Wszechświata..
Rysunek 2 jest próbką pośredniego zakresu badanego wszechświata. Chodzi o grupę galaktyk Hickson-44 60 milionów lat świetlnych w gwiazdozbiorze Lwa.
Jak widać, wygląd Wszechświata z odległości i czasów pośrednich jest podobny do tego z głębokiego wszechświata 220 razy dalej i do grupy lokalnej, pięć razy bliżej..
To prowadzi do wniosku, że teoria stanu ustalonego Wszechświata ma przynajmniej podstawy obserwacyjne, ponieważ panorama wszechświata w różnych skalach czasoprzestrzennych jest bardzo podobna..
W przyszłości możliwe jest, że nowa teoria kosmologiczna zostanie stworzona z najdokładniejszymi aspektami zarówno teorii stanu ustalonego, jak i teorii Wielkiego Wybuchu..
Jeszcze bez komentarzy