TEORIJA STABILNEGA STANJA: ZGODOVINA, RAZLAGA, SEDANJOST - ARTE - 2026

Stanju dinamičnega ravnovesja teorija je kozmološki model, v katerem je vesolje vedno videti enako, ne glede na to, kje in kdaj je opaziti. To pomeni, da tudi v najbolj odročnih krajih vesolja obstajajo planeti, zvezde, galaksije in meglice, izdelani z enakimi elementi, kot jih poznamo, in v enakem razmerju, čeprav gre za dejstvo, da se vesolje širi.

Zaradi tega naj bi se gostota vesolja zmanjšala le za maso enega protona na kubični kilometer na leto. Da bi to nadoknadila, teorija ustaljenega stanja postulira obstoj neprekinjene proizvodnje snovi.

Slika 1: Slika ekstremnega globokega polja, ki ga je posnel vesoljski teleskop Hubble 13,2 milijarde svetlobnih let. (Zasluge: NASA; ESA; G. Illingworth, D. Magee in P. Oesch, kalifornijska univerza, Santa Cruz; R. Bouwens, univerza Leiden; in ekipa HUDF09)

Prav tako potrjuje, da je vesolje vedno obstajalo in bo obstajalo večno, čeprav, kot že rečeno, ne zanika svoje širitve niti posledične ločitve galaksij, dejstva, ki jih je v celoti potrdila znanost.

Zgodovina

Teorijo o stanju dinamičnega ravnovesja so leta 1946 predlagali astronom Fred Hoyle, matematik in kozmolog Hermann Bondi ter astrofizik Thomas Gold, ki je temeljil na ideji, ki jo je navdihnil 1945 grozljivi film Mrtva noč.

Prej je Albert Einstein formuliral kozmološko načelo, v katerem pravi, da mora biti vesolje "invariantno med prevodi v vesolje in čas in pod rotacijo". Z drugimi besedami: mora biti homogen in brez kakršne koli preferenčne smeri.

Leta 1948 sta Bondi in Gold dodala to načelo kot del svoje teorije o stalnem stanju vesolja, pri čemer sta zapisala, da gostota vesolja kljub nenehni in večni širitvi ostaja enotna.

Pojasnilo

Stacionarni model zagotavlja, da se bo vesolje še naprej večno širilo, saj bodo vedno obstajali viri snovi in ​​energije, ki ga vzdržujejo tako, kot ga poznamo danes.

Na ta način se novi vodikovi atomi nenehno ustvarjajo, da tvorijo meglice, ki bodo sčasoma ustvarile nove zvezde in galaksije. Vse z enako hitrostjo, s katero se stare galaksije oddaljujejo, dokler ne postanejo neopazne, nove galaksije pa se ne razlikujejo od najstarejših.

Kako veste, da se vesolje širi? Pregledovanje svetlobe zvezd, ki so sestavljene večinoma iz vodika, ki oddaja značilne črte elektromagnetne emisije, ki so kot prstni odtis. Ta vzorec se imenuje spekter in ga lahko vidimo na naslednji sliki:

Slika 2. Emisijski spekter vodika. Rdeča črta ustreza valovni dolžini 656 nm.

Galaksije so sestavljene iz zvezd, katerih spektri so enaki tistim, ki jih oddajajo atomi v naših laboratorijih, razen majhne razlike: premaknjeni so v smeri višjih valovnih dolžin, torej v rdečo barvo zaradi Dopplerovega učinka, kar je nedvoumen znak oddaljenost.

Večina galaksij ima to rdečo premik v svojih spektrih. Le malo v bližnji "lokalni skupini galaksij" kaže modri premik.

Ena izmed njih je galaksija Andromeda, ki se približuje in s katero se bo morda že mnogo enov odtlej združila Mlečna pot, naša lastna galaksija

Oddaljene galaksije in Hubblov zakon

Značilna linija vodikovega spektra je linija na 656 nanometrov (nm). Ta luč se je v luči galaksije premaknila na 660 nm. Zato ima rdeč premik od 660 do 656 nm = 4 nm.

Po drugi strani je količnik med premikom valovne dolžine in valovno dolžino v mirovanju enak količniku med hitrostjo galaksije v in hitrostjo svetlobe (c = 300.000 km / s):

S temi podatki:

v = 0,006c

To pomeni, da se ta galaksija oddaljuje z 0,006-kratno hitrostjo svetlobe: približno 1800 km / s. Hubblov zakon pravi, da je razdalja galaksije d sorazmerna s hitrostjo v, s katero se odmika:

Konstanta sorazmernosti je obratna Hubble konstanta, označena s Ho, katere vrednost je:

To pomeni, da je galaksija v primeru na razdalji:

Sedanjost

Doslej najbolj razširjen kozmološki model ostaja teorija Big Bang. Vendar nekateri avtorji še naprej formulirajo teorije zunaj nje in podpirajo teorijo stabilnega stanja.

Raziskovalci so naklonjeni teoriji stabilnega stanja

Hindujski astrofizik Jayant Narlikar, ki je sodeloval z enim od ustvarjalcev teorije stabilnega stanja, je v podporo stacionarnemu modelu objavil razmeroma novejše publikacije.

Primeri le-teh: "Ustvarjanje materije in nepravilno rdeče premikanje" in "Teorije absorpcije sevanja v razširjajočih se vesoljih", obe objavljeni leta 2002. Ta dela iščeta alternativne razlage Velikega poka, da bi razložili širitev vesolja in mikrovalovno ozadje.

Švedski astrofizik in izumitelj Johan Masreliez je še eden izmed sodobnih zagovornikov teorije stacionarnega stanja s tem, da ponuja velik kozmični razmah v obsegu, nekonvencionalno alternativno teorijo Velikega poka.

Ruska akademija znanosti je kot priznanje za njegovo delo leta 2015 objavila monografijo svojih prispevkov iz astrofizike.

Kozmično ozadje sevanja

Leta 1965 sta dva inženirja iz Bell Telephone Laboratories: A. Penzias in R. Wilson odkrila sevanje ozadja, ki ga iz svojih usmerjenih mikrovalovnih anten ne moreta odpraviti.

Najbolj radovedno je, da niso mogli ugotoviti njihovega izvora. Sevanje je ostalo enako, v katero koli smer je bila usmerjena antena. Iz spektra sevanja so inženirji ugotovili, da je njegova temperatura 3,5 K.

Blizu njih in na podlagi modela Big Bang je druga skupina znanstvenikov, tokrat astrofiziki, napovedala kozmično sevanje enake temperature: 3,5 K.

Obe ekipi sta prišli do istega zaključka povsem drugače in neodvisno, ne da bi vedeli o delu drugega. Po naključju sta obe deli bili objavljeni istega datuma in v istem časopisu.

Obstoj tega sevanja, ki se imenuje sevanje kozmičnega ozadja, je najmočnejši argument proti stacionarni teoriji, saj tega ni mogoče razložiti, razen če gre za ostanke sevanja iz Velikega poka.

Vendar so zagovorniki hitro predlagali obstoj virov sevanja, razpršenih po vesolju, ki so svoje sevanje razkropili s kozmičnim prahom, čeprav zaenkrat še ni dokazov, da ti viri dejansko obstajajo.

Argumenti v prid

V času, ko je bila predlagana in z razpoložljivimi opažanji, je bila teorija o stanju dinamičnega ravnovesja ena najbolj sprejetih med fiziki in kozmologi. Do takrat - sredi 20. stoletja - med najbližjim vesoljem in oddaljenim ni bilo nobene razlike.

Prve ocene, ki temeljijo na teoriji velikega poka, so dale vesolje na približno 2 milijardi let, toda takrat je bilo znano, da je osončje staro že 5 milijard let, mlečna pot pa med 10 in 12 milijard let. let.

Ta napačna izračun je postala točka v prid teoriji stabilnega stanja, saj očitno vesolje ni moglo začeti po Mlečni poti ali Osončju.

Trenutni izračuni, ki temeljijo na velikem udaru, ocenjujejo starost vesolja na 13,7 milijarde let in do danes v vesolju niso našli nobenih predmetov.

Protiargumenti

Med petdesetimi in šestdesetimi leti so odkrili svetle vire radijskih frekvenc: kvazarje in radijske galaksije. Te kozmične predmete najdemo le na zelo velikih razdaljah, torej v daljni preteklosti.

V prostorih ustaljenega modela je treba te intenzivne vire radijskih frekvenc bolj ali manj enakomerno razporejati po sedanjem in preteklem vesolju, vendar dokazi kažejo drugače.

Po drugi strani je model Big Bang s tem opazovanjem konkretnejši, saj bi se lahko kvazari in radio galaksije oblikovali v gostejših in vročih fazah vesolja, ki bi kasneje postale galaksije.

Pogledi na vesolje

Oddaljena panorama

Fotografija na sliki 1 je ekstremna slika globokega polja, ki jo je med letoma 2003 in 2004 posnel vesoljski teleskop Hubble.

Ustreza zelo majhnemu deležu manj kot 0,1 ° južnega neba v ozvezdju Fornax, daleč od bleščanja Mlečne poti, na območju, kjer običajni teleskopi ne zajamejo ničesar.

Na fotografiji lahko vidite spiralne galaksije, podobne našim in našim bližnjim sosedom. Fotografija prikazuje tudi razpršene rdeče galaksije, kjer je nastajanje zvezd prenehalo, pa tudi točke, ki so v prostoru in času še bolj oddaljene galaksije.

Ocenjuje se, da je vesolje staro 13,7 milijard let, fotografija globokega polja pa prikazuje galaksije, ki so oddaljene 13,2 milijarde svetlobnih let. Pred Hubblom so bile najbolj oddaljene opažene galaksije oddaljene 7 milijard svetlobnih let, slika pa je bila podobna kot na fotografiji globokega polja.

Podoba iz globokega vesolja ne prikazuje samo oddaljenega vesolja, ampak tudi preteklo vesolje, saj so fotoni, ki so bili uporabljeni za gradnjo slike, stari 13,2 milijarde let. Gre torej za podobo dela zgodnjega vesolja.

Bližnja in vmesna panorama

Lokalna skupina galaksij vsebuje Mlečno pot in sosednjo Andromedo, Trikotno galaksijo in približno trideset drugih, manj kot 5,2 milijona svetlobnih let.

To pomeni 2500 krat manj razdalje in časa kot galaksije globokih polj. Vendar je videz vesolja in oblika njegovih galaksij podobna oddaljenemu in starejšemu vesolju.

Slika 3: Skupina galaksij Hickson-44 v ozvezdju Lev oddaljena 60 milijonov svetlobnih let. (Zasluge: MASIL Imaging Team)

Slika 2 je vzorec vmesnega območja raziskovanega vesolja. Gre za skupino galaksij Hickson-44, ki je oddaljena 60 milijonov svetlobnih let v ozvezdju Lev.

Kot je razvidno, je videz vesolja na razdaljah in vmesnih časih podoben tistemu v globokem vesolju, 220-krat bolj oddaljenem, in lokalni skupini, petkrat bližje.

To nas vodi k razmišljanju, da ima teorija o stalnem stanju vesolja vsaj opazovalne temelje, saj je panorama vesolja na različnih vesoljsko-časovnih lestvicah zelo podobna.

V prihodnosti bo mogoče ustvariti novo kozmološko teorijo z najuspešnejšimi vidiki tako teorije stacionarnega stanja kot teorije velikega poka.

Reference

1. Šiška - Zmečkanje - prasak. Pridobljeno: FQXi.org
2. Britanska spletna enciklopedija. Teorija stacionarnega stanja. Pridobljeno: Britannica.com
3. Neofronterji. Stacionarni model. Pridobljeno: neofronteras.com
4. Wikipedija. Teorija stacionarnega stanja. Pridobljeno: wikipedia.com
5. Wikipedija. Kozmološko načelo. Pridobljeno: wikipedia.com