Steady state teori historie, forklaring, nåtid

2624
Abraham McLaughlin

De steady state teori Det er en kosmologisk modell der universet alltid har samme utseende, uavhengig av hvor eller når det blir observert. Dette betyr at selv på de fjerneste stedene i universet er det planeter, stjerner, galakser og tåker laget med de samme elementene som vi kjenner og i samme proporsjon, selv om det er et faktum at universet utvider seg.

På grunn av dette antas universets tetthet å reduseres med bare massen av ett proton per kubikkilometer per år. For å kompensere for dette postulerer steady state teorien eksistensen av en kontinuerlig produksjon av materie.

Figur 1: Bilde av det ekstreme dype feltet tatt av Hubble Space Telescope 13,2 milliarder lysår unna. (Kreditt: NASA; ESA; G. Illingworth, D. Magee og P. Oesch, University of California, Santa Cruz; R. Bouwens, Leiden University; og HUDF09-teamet)

Det bekrefter også at universet alltid har eksistert og vil fortsette å eksistere for alltid, selv om det som sagt tidligere ikke benekter dets utvidelse, eller den påfølgende separasjonen av galaksene, fakta som er fullstendig bekreftet av vitenskapen..

Artikkelindeks

  • 1 Historie
  • 2 Forklaring
    • 2.1 Avstanden mellom galakser og Hubbles lov
  • 3 Nyheter
    • 3.1 Forskere til fordel for steady state teorien
    • 3.2 Stråling fra den kosmiske bakgrunnen
  • 4 Argumenter for
  • 5 Argumenter mot
  • 6 Visninger av universet
    • 6.1 Langt utsikter
    • 6.2 Nær- og mellompanorama
  • 7 Referanser

Historie

Steady state-teorien ble foreslått i 1946 av astronomen Fred Hoyle, matematikeren og kosmologen Hermann Bondi og astrofysikeren Thomas Gold, basert på en idé inspirert av skrekkfilmen Døde natt fra 1945.

Tidligere hadde Albert Einstein formulert et kosmologisk prinsipp der han slår fast at universet må være "uforanderlig under romtidsoversettelser og under rotasjoner." Med andre ord: det må være homogent og mangler fortrinnsretning.

I 1948 la Bondi og Gold til dette prinsippet som en del av teorien om universets jevne tilstand, og sa at universets tetthet forblir ensartet til tross for sin kontinuerlige og evige utvidelse.. 

Forklaring

Den stasjonære modellen sørger for at universet vil fortsette å utvide seg for alltid, fordi det alltid vil være kilder til materie og energi som opprettholder det slik vi kjenner det i dag..

På denne måten skapes kontinuerlig nye hydrogenatomer for å danne tåker som til slutt vil gi opphav til nye stjerner og galakser. Alt i samme hastighet som de gamle galaksene beveger seg bort til de ikke blir observerbare, og de nye galaksene ikke kan skilles fra de eldre..

Hvordan vet du at universet utvides? Undersøker lyset fra stjerner, som hovedsakelig er sammensatt av hydrogen, som avgir karakteristiske linjer for elektromagnetisk utslipp som er som et fingeravtrykk. Dette mønsteret kalles spektrum og er observert i følgende figur:

Figur 2. Utslippsspektrum av hydrogen. Den røde linjen tilsvarer bølgelengden på 656 nm.

Galakser består av stjerner hvis spektre er de samme som de som sendes ut av atomer i laboratoriene våre, bortsett fra en liten forskjell: de forskyves mot høyere bølgelengder, det vil si mot rødt på grunn av dopplereffekten, som er et entydig tegn på en fjernhet. 

De fleste galakser har denne rødskiftet i spektrene sine. Bare noen få i den nærliggende "lokale galaksegruppen" viser et blått skifte..

En av dem er Andromedagalaksen, som nærmer seg og som muligens, innen mange evigheter, Melkeveien, vår egen galakse, vil smelte sammen.

De avtroppende galaksene og Hubbles lov

En karakteristisk linje av hydrogenspekteret er den ved 656 nanometer (nm). I lys av en galakse har den samme linjen flyttet til 660 nm. Derfor har den en rød forskyvning på 660 - 656 nm = 4 nm.

På den annen side er kvotienten mellom bølgelengdeforskyvningen og bølgelengden i hvile lik kvotienten mellom hastigheten til galaksen v og lysets hastighet (c = 300 000 km / s):

Δλ / λo = v / c

Med disse dataene:

4/656 = v / c = 0,006

v = 0,006c

Det vil si at denne galaksen beveger seg bort med 0,006 ganger lysets hastighet: omtrent 1800 km / s. Hubbles lov sier at avstanden til en galakse d er proporsjonal med hastighet v som han går bort med:

d ∝ v

Proporsjonalitetskonstanten er den omvendte av Hubble-konstanten, betegnet som Ho, hvis verdi er:

Ho = 73,5 km / s / Mega Pársec.

Dette betyr at galaksen i eksemplet er i en avstand på:

d = (1 / Ho) v =1800 / 73,5 Mega Pársec = 24,5 Mega Pársec = 80 millioner lysår. 

Tilstede

Så langt er den mest aksepterte kosmologiske modellen Big Bang-teorien. Imidlertid fortsetter noen forfattere med å formulere teorier utenfor den og støtter steady state-teorien.

Forskere til fordel for steady state teorien

Den hinduistiske astrofysikeren Jayant Narlikar, som jobbet i samarbeid med en av skaperne av steady state-teorien, har laget relativt nylige publikasjoner til støtte for steady state-modellen..

Eksempler på dem: "Creation of matter and anomalous redshift" og "Theories of stråleabsorpsjon i ekspanderende universer", begge publisert i 2002. Disse verkene søker alternative forklaringer til Big Bang for å forklare utvidelsen av universet og mikrobølgeovnens bakgrunn. 

Den svenske astrofysikeren og oppfinneren Johan Masreliez er en annen av samtidens forsvarere av teorien om jevn tilstand, ved å foreslå den kosmiske utvidelsen i målestokk, en ukonvensjonell alternativ teori til Big Bang.

Det russiske vitenskapsakademiet ga i anerkjennelse av sitt arbeid ut en monografi over hans bidrag innen astrofysikk i 2015.

Kosmisk bakgrunnsstråling

I 1965 oppdaget to ingeniører fra Bell Telephone Laboratories: A. Penzias og R. Wilson bakgrunnsstråling som de ikke kunne eliminere fra deres retningsbestemte mikrobølgeovne..

Det mest nysgjerrige er at de ikke kunne identifisere en kilde til dem. Strålingen forble den samme i hvilken retning antennen ble rettet. Fra strålingsspekteret bestemte ingeniørene at temperaturen var 3,5 K.

I nærheten av dem og basert på Big Bang-modellen, forutsa en annen gruppe forskere, denne gangen astrofysikere, kosmisk stråling med samme temperatur: 3,5 K.

Begge lag kom til den samme konklusjonen på en helt annen og uavhengig måte, uvitende om den andres arbeid. Tilfeldigvis ble de to verkene publisert på samme dato og i samme tidsskrift.

Eksistensen av denne strålingen, kalt kosmisk bakgrunnsstråling, er det sterkeste argumentet mot den stasjonære teorien, fordi det ikke er noen måte å forklare den med mindre den involverer restene av stråling fra Big Bang. 

Advokater var imidlertid raske til å foreslå eksistensen av strålingskilder spredt over hele universet, som spredte deres stråling med kosmisk støv, selv om det foreløpig ikke er noe bevis for at disse kildene faktisk eksisterer..

Argumenter for

På det tidspunktet det ble foreslått og med tilgjengelige observasjoner, var steady state-teorien en av de mest aksepterte av fysikere og kosmologer. Da - på midten av 1900-tallet - var det ingen forskjell mellom det nærmeste universet og det fjerne.. 

De første estimatene basert på Big Bang-teorien daterte universet til omtrent 2 milliarder år, men på det tidspunktet var det kjent at solsystemet allerede var 5 milliarder år gammelt og Melkeveien mellom 10 og 12 milliarder år.. 

Denne feilberegningen ble et poeng til fordel for steady state-teorien, siden universet tydeligvis ikke kunne ha startet etter Melkeveien eller solsystemet..

Nåværende beregninger basert på Big Bang anslår alderen til universet til 13,7 milliarder år, og hittil er det ikke funnet objekter i universet før denne alderen.

Motargumenter

Mellom 1950 og 1960 ble det oppdaget lyse kilder til radiofrekvenser: kvasarer og radiogalakser. Disse kosmiske objektene er bare funnet på veldig store avstander, det vil si i en fjern fortid..

Under premissene til steady state-modellen, bør disse intense kildene til radiofrekvenser fordeles mer eller mindre jevnt over det nåværende og tidligere universet, men bevisene viser noe annet.. 

På den annen side er Big Bang-modellen mer konkret med denne observasjonen, siden kvasarer og radiogalakser kunne ha dannet seg i tettere og varmere stadier av universet, senere blitt galakser.

Visninger av universet

Fjern panorama

Fotografiet i figur 1 er det ekstreme dypfeltbildet som ble tatt av Hubble Space Telescope mellom 2003 og 2004.

Det tilsvarer en veldig liten brøkdel mindre enn 0,1 ° av den sørlige himmelen i konstellasjonen Fornax, vekk fra gjenskinnet på Melkeveien, i et område der normale teleskoper ikke henter noe. 

På fotografiet kan du se spiralgalakser som ligner på våre egne og våre nære naboer. Fotografiet viser også diffuse røde galakser, hvor stjernedannelse har opphørt, samt punkter som er enda fjernere galakser i rom og tid..

Universet anslås å være 13,7 milliarder år gammelt, og dypfeltfotografering viser galakser 13,2 milliarder lysår unna. Før Hubble var de lengste observerte galaksene 7 milliarder lysår unna, og bildet lignet på det som er vist på dypfeltfotoet..

Det dype rombildet viser ikke bare det fjerne universet, det viser også det tidligere universet, fordi fotonene som ble brukt til å bygge bildet er 13,2 milliarder år gamle. Det er derfor bildet av en del av det tidlige universet.

Nær og mellom panorama

Den lokale galaksegruppen inneholder Melkeveien og nabolandet Andromeda, Trekantgalaksen og noen tretti andre, mindre enn 5,2 millioner lysår unna..

Dette betyr 2500 ganger mindre avstand og tid enn dype feltgalakser. Imidlertid ser utseendet til universet og galaksens form ut som det fjerne og eldre universet..

Figur 3: Hickson-44-gruppen av galakser i konstellasjonen Leo 60 millioner lysår unna. (Kreditt: MASIL Imaging Team)

Figur 2 er et utvalg av mellomområdet til det utforskede universet. Det handler om gruppen av galakser Hickson-44 60 millioner lysår i konstellasjonen Leo.

Som man kan se, er utseendet til universet på avstander og mellomliggende tider lik det i det dype universet 220 ganger lenger borte og det til den lokale gruppen, fem ganger nærmere..

Dette fører til å tro at teorien om universets jevne tilstand har i det minste observasjonsfundament, siden panoramaet av universet i forskjellige romtidsskalaer er veldig like.

I fremtiden er det mulig at en ny kosmologisk teori vil bli opprettet med de mest nøyaktige aspektene av både steady state-teorien og Big Bang-teorien..

Referanser

  1. Bang - Crunch - Bang. Gjenopprettet fra: FQXi.org
  2. Britannica Online Encyclopedia. Teori om stabil tilstand. Gjenopprettet fra: Britannica.com
  3. Neofronters. Steady state-modell. Gjenopprettet fra: neofronteras.com
  4. Wikipedia. Steady state teori. Gjenopprettet fra: wikipedia.com
  5. Wikipedia. Kosmologisk prinsipp. Gjenopprettet fra: wikipedia.com

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.