Historia teorii stanu stacjonarnego, wyjaśnienie, aktualne

Teoria stanu stacjonarna Jest to model kosmologiczny, w którym wszechświat zawsze ma taki sam wygląd, niezależnie od miejsca lub momentu, w którym jest obserwowany.  Oznacza to, że nawet w najbardziej odległych miejscach wszechświata znajdują się planety, gwiazdy, galaktyki i mgławice wykonane z tych samych elementów, które znamy i w tej samej proporcji, pomimo faktu, że wszechświat rozszerza się.

Z tego powodu gęstość wszechświata szacuje się, że zmniejsza się on tylko masę protonu na kilometr sześcienny i rocznie. Aby to zrekompensować, teoria stanu stacjonarna postuluje istnienie ciągłej produkcji materii.

Rysunek 1: Obraz głębokiego końca pola przez Hubble Space Telescope do 13.2 miliardy lat świetlnych. (Kredyty: NASA; ESA; G. Illingworth, zm. Magee i P. Oesch, University of California, Santa Cruz; R. Bouwens, Leiden University; i zespół HUDF09)

Stwierdza również, że wszechświat zawsze istniał i będzie nadal istniał na zawsze, chociaż jak powiedziano wcześniej, nie zaprzecza jej ekspansji ani w konsekwencji oddzielenia galaktyk, w pełni potwierdzonych przez naukę.

[TOC]

Historia

Teoria stanu stacjonarnego została zaproponowana w 1946 r. Przez astronomu Freda Hoyle'a, matematyka i kosmologa Hermanna Bondi i astrofizyk Thomasa Golda, z pomysłu inspirowanego horrorem filmem Martwy noc z 1945 r.

Wcześniej Albert Einstein sformułował kosmologiczną zasadę, w której potwierdza, że ​​wszechświat musi być „niezmienny w tłumaczeniach przestrzenno-czasowych i niskich obrotach”. Innymi słowy: musi być jednorodne i nie ma żadnego preferencyjnego kierunku.

W 1948 r. Bondi i złoto dodali tę zasadę jako część ich teorii stanu ustalonego wszechświata, stwierdzając, że gęstość wszechświata pozostaje jednolita pomimo jego ciągłej i wiecznej ekspansji. 

Wyjaśnienie

Model stacjonarny zapewnia, że ​​wszechświat będzie się rozwijał na zawsze, ponieważ zawsze będą źródła materii i energii, które utrzymują go tak, jak obecnie znamy.

W ten sposób nowe atomy wodoru są stale tworzone w celu tworzenia mglistej, które w końcu doprowadzą do nowych gwiazd i galaktyk. Wszystko w tym samym tempie, z jakim stare galaktyki odchodzą, aż stają się nieobserwowalne, a nowe całkowicie nie do odróżnienia galaktyki najstarszych z najstarszych galaktyk.

Jak wiadomo, że wszechświat się rozwija? Badanie światła gwiazd, które składają się głównie z wodoru, który emituje charakterystyczne linie emisji elektromagnetycznej, które są jak odcisk palca. Ten wzór nazywa się widmo I jest to obserwowane na poniższym rysunku:

Rysunek 2. Widmo emisji wodoru. Czerwona linia odpowiada długości fali 656 nm.

Galaktyki składają się z gwiazd, których widma są takie same jak atomy w naszych laboratoriach, z wyjątkiem niewielkiej różnicy: są one przemieszczone w kierunku wyższych długości fali, to znaczy w kierunku czerwonego z powodu efektu dopplerowego, który jest jednoznacznym sygnałem dotkliwości oddalonej. 

Może ci służyć: pojemność cieplna

Większość galaktyk przedstawia to przemieszczenie w kierunku czerwieni w swoich widmach. Tylko kilka w pobliskiej „lokalnej grupie galaktyk” przedstawia zmianę w kierunku niebieskiego.

Jedną z nich jest galaktyka Andromeda, która się zbliża i z której prawdopodobnie w wielu eonach Droga Mleczna połączy się, nasza własna galaktyka

Odejście galaktyk i prawo Hubble

Charakterystyką spektrum wodoru to 656 nanometrów (nm). W świetle galaktyki ta sama linia przeniosła się do 660 nm. Dlatego ma czerwone przemieszczenie 660 - 656 nm = 4 nm.

Z drugiej strony iloraz między długością fali a długością fali spoczynkowej jest równy iloraz między prędkością 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

To znaczy ta galaktyka odchodzi o 0.006 razy prędkość światła: około 1800 km/s. Prawo Hubble'a określa, że ​​odległość galaktyki D jest proporcjonalny do prędkości v z którym się odsuwa:

D ∝ v

Stała proporcjonalności jest odwrotnością stałej Hubble'a, oznaczonej jako Ho, którego wartość to:

HO = 73,5 km /s /mega parsec.

Oznacza to, że galaktyka przykładu znajduje się w odległości od:

d = (1/ ho) v =1800/73,5 mega parsec = 24,5 mega parsec = 80 milionów lat. 

Obecny

Jak dotąd najbardziej akceptowanym modelem kosmologicznym pozostaje teoria Wielkiego Wybuchu. Jednak niektórzy autorzy nadal formułują teorie poza nim i popierają teorię stanu ustalonego.

Naukowcy na korzyść teorii stanu stacjonarnego

Hindu astrofizyczny Jayant Narlikar, który współpracował z jednym z twórców teorii stanu stacjonarnego, dokonał stosunkowo niedawnych publikacji na poparcie modelu stacjonarnego.

Ich przykład: „Tworzenie nieprawidłowych czerwonych i czerwonych i„ teorii absorpcji promieniowania w rozwijających się wszechświatach ”, oba opublikowane w 2002 roku. Te prace szukają alternatywnych wyjaśnień dla Wielkiego Wybuchu w celu wyjaśnienia rozszerzenia wszechświata i funduszu mikrofalowego. 

Szwedzki astrofizyk i wynalazca Johan Mostreliez to kolejny z współczesnych obrońców teorii stanu stacjonarnego, według propozycji ekspansji kosmicznej na skalę, niekonwencjonalną alternatywą dla Wielkiego Wybuchu.

Może ci służyć: usłyszę sił: siły powierzchniowe i masowe

Akademia Nauk o Rosji, w uznaniu jej dzieł, opublikowała monografię swojego wkładu w astrofizykę w 2015 roku.

Kosmiczne promieniowanie tła

W 1965 r. Dwóch inżynierów laboratoryjnych Bell: A. Penzias i r. Wilson odkrył promieniowanie w tle, które nie mogło wyeliminować z anten kierunkowych mikrofalowych.

Najbardziej ciekawą rzeczą jest to, że nie zidentyfikowali ich źródła. Promieniowanie pozostało identyczne w dowolnym kierunku, do którego skierowały antenę. Z spektrum promieniowania inżynierowie ustalili, że ich temperatura wynosiła 3.5 K.

W pobliżu ich i opartych na modelu Wielkiego Wybuchu, innej grupy naukowców, tym razem astrofizycy, przewidywała promieniowanie kosmiczne o tej samej temperaturze: 3.5 K.

Obie drużyny doszły do ​​tego samego wniosku w zupełnie inny i niezależny sposób, nie wiedząc o pracy drugiej. Przypadkowo te dwa prace zostały opublikowane w tym samym dniu i w tym samym magazynie.

Istnienie tego promieniowania, zwanego Kosmiczne promieniowanie tła, Jest to najsilniejszy argument przeciwko teorii stacjonarnej, ponieważ nie ma sposobu, aby ją wyjaśnić, chyba że jest to pozostałości promieniowania Wielkiego Wybuchu. 

Jednak obrońcy rzucili się na zaproponowanie istnienia źródeł promieniowania rozrzuconych po całym wszechświecie, który rozproszył ich promieniowanie kosmicznym pyłem, chociaż jak dotąd nie ma dowodów na to, że źródła te naprawdę istnieją.

Argumenty na korzyść

W tym czasie, w którym było dostępne, teoria stanu ustalonego była jednym z najbardziej akceptowanych przez fizyków i kosmologów. Do tego czasu -za pośrednictwem XX wieku -nie było różnicy między najbliższym i odległym wszechświatem. 

Pierwsze szacunki oparte na teorii Wielkiego Wybuchu datowały wszechświat za około 2 miliardy lat, ale w tym czasie wiadomo, że Układ Słoneczny miał już 5 miliardów lat, a Droga Mleczna między 10 a 12 miliardami lat. 

To niewłaściwe obliczenia stały się punktem na korzyść teorii stanu ustalonego, ponieważ oczywiście wszechświat nie mógł się rozpocząć po Drogi Mlecznej lub Układu słonecznego.

Obecne obliczenia oparte na Wielkim Wybuchu szacują wiek wszechświata w ciągu 137 miliardów lat i do tej pory nie było obiektów we wszechświecie przed tym wieku.

Kontrargumenty

W latach 1950–1960 odkryto genialne źródła radiowe: kwazary i galaktyki radiowe. Te kosmiczne obiekty znalazły tylko bardzo duże odległości, co jest równoważne powiedzeniu w odległej przeszłości.

Może ci służyć: aerostatyczny balon: historia, cechy, części, jak to działa

Zgodnie z pomieszczenia. 

Z drugiej strony model Wielkiego Wybuchu jest bardziej konkretny z tą obserwacją, ponieważ kwazary i radiogalaxies mogły być wyszkolone w gęstej i gorącej stadium wszechświata, a następnie stać się galaktykami.

Widoki wszechświata

Odległa panorama

Zdjęcie z ryc. 1 jest obrazem głębokiego pola uchwyconego przez Hubble Space Telescope w latach 2003–2004.

Odpowiada bardzo małej części mniejszej niż 0,1º w południowym niebie w konstelacji Fornax, Daleko od blasku Drogi Mlecznej, w obszarze, w którym normalne teleskopy niczego nie uchwycają. 

Na zdjęciu widać galaktyki spiralne podobne do naszych i naszych pobliskich sąsiadów. Zdjęcie pokazuje również rozproszone czerwone galaktyki, w których ustawiło się tworzenie gwiazd, a także punkty, które są jeszcze bardziej odległymi galaktykami w przestrzeni i czasie.

Szacuje się, że wszechświat ma 13 lat.700 milionów lat i głębokie fotografia polowa pokazuje galaktyki o 13.200 milionów lat. Przed Hubble najszybsze zaobserwowane galaktyki wynosiły 7000 milionów lat, a panorama była podobna do tej pokazanej w fotografii głębokiej pola.

Obraz głębokiej przestrzeni pokazuje nie tylko odległy wszechświat, ale także pokazuje ostatni wszechświat, ponieważ fotony, które służyły do ​​budowy obrazu, mają 13.200 milionów lat. Jest to zatem obraz części prymitywnego wszechświata.

Bliski i pośrednia panorama

Lokalna grupa galaktyk zawiera Drogę Mleczną, a sąsiedzi Andromeda, galaktyka trójkąta i około trzydzieści więcej, mniej niż 5.2 miliony lat świetlnych.

Oznacza to odległość i czas dwa tysiące pięćset razy mniej niż galaktyki głębokiego pola. Jednak pojawienie się wszechświata i kształt jego galaktyk wyglądają podobnie do odległego i starszego wszechświata.

Rycina 3: Grupa galaktyk Hickson-44 w konstelacji LEO do 60 milionów lat świetlnych. (Kredyty: Masil Imaging Team)

Rycina 2 to próbka pośredniego zakresu badanego wszechświata. To jest grupa galaxias Hickson-44 60 milionów lat świetlnych w konstelacji Leo.

Jak widać, pojawienie się wszechświata w odległości i czasach pośrednich jest podobne do wyglądu głębokiego wszechświata 220 razy dalej i do lokalnej grupy, pięć razy bliżej.

Prowadzi to do myślenia, że ​​teoria stanu stacjonarnego wszechświata ma przynajmniej fundament obserwacyjny, ponieważ panorama wszechświata w różnych skalach kosmicznych jest bardzo podobny.

W przyszłości możliwe jest, że stworzono nową teorię kosmologiczną z najbardziej udanymi aspektami teorii stanu ustalonego, jak i wielkiego wybuchu.

Bibliografia

1. Bang - Crunch - Bang. Odzyskane z: fqxi.org
2. Britannica Online Encyclopedia. Teoria stanu ustalonego. Odzyskane z: Britannica.com
3. Neofronteras. Model statusu stacjonarnego. Źródło: neofronteras.com
4. Wikipedia. Teoria stanu stacjonarna. Odzyskane z: Wikipedia.com
5. Wikipedia. Zasada kosmologiczna. Odzyskane z: Wikipedia.com