STEADY STATE THEORY: HISTORIA, FÖRKLARING, NUVARANDE - ARTE - 2025

Den steady state teori är en kosmologisk modell där universum ser alltid densamma, oavsett var eller när det konstateras. Det betyder att även på de mest avlägsna platserna i universum finns planeter, stjärnor, galaxer och nebulosor gjorda med samma element som vi känner och i samma andel, även om det är ett faktum att universum expanderar.

På grund av detta beräknas universitetens densitet minska med bara massan av en proton per kubik kilometer per år. För att kompensera för detta, postulerar teorin med stabil tillstånd förekomsten av en kontinuerlig produktion av materia.

Bild 1: Bild av det extrema djupa fältet taget av Hubble Space Telescope 13,2 miljarder ljusår bort. (Kredit: NASA; ESA; G. Illingworth, D. Magee och P. Oesch, University of California, Santa Cruz; R. Bouwens, Leiden University; och HUDF09 Team)

Det bekräftar också att universum alltid har existerat och kommer att fortsätta att existera för evigt, även om det, som sagt tidigare, inte förnekar dess expansion eller heller den följdliga separationen av galaxerna, fakta som helt bekräftats av vetenskapen.

Historia

Ständigtillståndsteorin föreslogs 1946 av astronomen Fred Hoyle, matematikern och kosmologen Hermann Bondi och astrofysikern Thomas Gold, baserad på en idé inspirerad av skräckfilmen Dead of night från 1945.

Tidigare hade Albert Einstein formulerat en kosmologisk princip där han säger att universum måste vara "invariant under rymdtidöversättningar och under rotationer." Med andra ord: det måste vara homogent och sakna någon preferensriktning.

1948 tilllade Bondi och Guld denna princip som en del av deras teori om universums stadiga tillstånd, med uppgift att universumets täthet förblir enhetlig trots dess kontinuerliga och eviga expansion.

Förklaring

Den stationära modellen säkerställer att universum kommer att fortsätta att expandera för alltid, eftersom det alltid kommer att finnas källor till materia och energi som upprätthåller det som vi känner det idag.

På detta sätt skapas kontinuerligt nya väteatomer för att bilda nebulosor som så småningom kommer att ge upphov till nya stjärnor och galaxer. Allt i samma takt som de gamla galaxerna förflyttar sig tills de blir obemärkliga och de nya galaxerna är helt oskiljbara från de äldsta.

Hur vet du att universum expanderar? Undersöker ljuset från stjärnor, som huvudsakligen består av väte, som avger karakteristiska linjer för elektromagnetisk emission som är som ett fingeravtryck. Detta mönster kallas ett spektrum och kan ses i följande figur:

Bild 2. Utsläppsspektrum för väte. Den röda linjen motsvarar våglängden 656 nm.

Galaxer består av stjärnor vars spektra är desamma som de som avges från atomer i våra laboratorier, med undantag för en liten skillnad: de flyttas mot högre våglängder, det vill säga mot det röda på grund av Doppler-effekten, vilket är ett entydigt tecken på en avstånden.

De flesta galaxer har denna rödförskjutning i sitt spektra. Endast ett fåtal i den närliggande "lokala gruppen av galaxer" visar en blå skift.

En av dem är Andromeda-galaxen, som närmar sig och med vilken eventuellt många eoner från och med nu, Vintergatan, vår egen galax, kommer att smälta samman

De avtagande galaxerna och Hubbles lag

En karakteristisk linje för vätespektrumet är den vid 656 nanometer (nm). I ljuset av en galax har samma linje flyttat sig till 660 nm. Därför har den en rödförskjutning på 660 - 656 nm = 4 nm.

Å andra sidan är kvotienten mellan våglängdsskiftet och våglängden i vila lika med kvoten mellan galaxens hastighet och ljusets hastighet (c = 300 000 km / s):

Med denna information:

v = 0,006c

Det vill säga att denna galax förflyttar sig med 0,006 gånger ljusets hastighet: cirka 1800 km / s. Hubbles lag säger att avståndet mellan en galax d är proportionellt mot hastigheten v med vilken den rör sig bort:

Proportionalitetskonstanten är det omvända av Hubble-konstanten, betecknad som Ho, vars värde är:

Detta betyder att galaxen i exemplet är på ett avstånd av:

Närvarande

Hittills förblir den mest accepterade kosmologiska modellen Big Bang-teorin. Vissa författare fortsätter emellertid att formulera teorier utanför den och stöder teorin om det stabila tillståndet.

Forskare gynnar stabilitetsteorin

Den indiska astrofysikern Jayant Narlikar, som arbetade i samarbete med en av skaparna av stabilitetsteorin, har gjort relativt nyare publikationer till stöd för den statiska modellen.

Exempel på dem: "Skapande av materia och avvikande rödförskjutning" och "Teorier om strålningsabsorption i expanderande universum", båda publicerade 2002. Dessa arbeten söker alternativa förklaringar till Big Bang för att förklara universums och universums expansion. mikrovågsugn bakgrund.

Den svenska astrofysikern och uppfinnaren Johan Masreliez är en annan av samtidens försvarare av teorin om det stabila tillståndet genom att föreslå den kosmiska utvidgningen till skala, en okonventionell alternativteori till Big Bang.

Ryska vetenskapsakademin publicerade, i erkännande av sitt arbete, en monografi av sina bidrag inom astrofysik 2015.

Kosmisk bakgrundstrålning

1965 upptäckte två ingenjörer från Bell Phone Laboratories: A. Penzias och R. Wilson, bakgrundsstrålning som de inte kunde eliminera från sina riktade mikrovågsantenner.

Det mest nyfikna är att de inte kunde identifiera en källa till dem. Strålningen förblev densamma i vilken riktning antennen riktades. Från strålningsspektrumet bestämde ingenjörerna att dess temperatur var 3,5 K.

Nära till dem och baserat på Big Bang-modellen förutspådde en annan grupp forskare, denna gång astrofysiker, kosmisk strålning med samma temperatur: 3,5 K.

Båda lagen kom till samma slutsats helt annorlunda och oberoende utan att veta om den andras arbete. Tillfället publicerades de två verken på samma datum och i samma tidskrift.

Förekomsten av denna strålning, kallad kosmisk bakgrundstrålning, är det starkaste argumentet mot den stationära teorin, eftersom det inte finns något sätt att förklara den om det inte är resterna av strålning från Big Bang.

Men förespråkare var snabba att föreslå förekomsten av strålningskällor spridda över hela universum, som spridit deras strålning med kosmiskt damm, även om det inte finns några bevis så långt att dessa källor faktiskt finns.

Argument till förmån

Vid den tidpunkt som det föreslogs och med de tillgängliga observationerna var teorin med stabil tillstånd en av de mest accepterade av fysiker och kosmologer. Då - mitten av 1900-talet - var det ingen skillnad mellan det närmaste universum och det avlägsna.

De första uppskattningarna baserade på Big Bang-teorin, daterade universum till cirka 2 miljarder år, men vid den tiden var det känt att solsystemet redan var 5 miljarder år gammalt och Vintergatan mellan 10 och 12 miljarder år gammalt. år.

Denna felberäkning blev en poäng till förmån för stabilitetsteorin, eftersom uppenbarligen inte universum kunde ha börjat efter Vintergatan eller solsystemet.

Nuvarande beräkningar baserade på Big Bang uppskattar universumets ålder till 13,7 miljarder år och hittills har inga objekt hittats i universum före denna ålder.

Motargument

Mellan 1950- och 1960-talet upptäcktes ljusa källor till radiofrekvenser: kvasarer och radiogalaxier. Dessa kosmiska föremål har bara hittats på mycket stora avstånd, det vill säga i det avlägsna förflutet.

Enligt utgångspunkten i stabilitetsmodellen bör dessa intensiva källor till radiofrekvenser distribueras mer eller mindre enhetligt över det nuvarande och tidigare universum, men bevisen visar annars.

Å andra sidan är Big Bang-modellen mer konkret med denna iakttagelse, eftersom kvasarer och radiogalaxer kunde ha bildats i tätare och varmare stadier i universum och senare blivit galaxer.

Visningar av universum

Avlägset panorama

Fotografiet i figur 1 är den extrema djupa fältbilden som fångades av Hubble Space Telescope mellan 2003 och 2004.

Det motsvarar en mycket liten bråkdel mindre än 0,1 º av den södra himlen i konstellationen Fornax, långt ifrån bländningen från Vintergatan, i ett område där normala teleskop inte fångar någonting.

På fotografiet kan du se spiralgalaxier som liknar våra egna och våra nära grannar. Fotografiet visar också diffusa röda galaxer, där stjärnbildningen har upphört, samt punkter som är ännu mer avlägsna galaxer i rum och tid.

Universum beräknas vara 13,7 miljarder år gammalt, och djupfältfotografiet visar galaxer 13,2 miljarder ljusår bort. Före Hubble var de längst observerade galaxerna 7 miljarder ljusår bort, och bilden liknade den som visas på djupfältfotografiet.

Djup rymdbilden visar inte bara det avlägsna universum, det visar också det förflutna universum, eftersom fotonerna som användes för att bygga bilden är 13,2 miljarder år gamla. Det är därför bilden av en del av det tidiga universum.

Nära och mellanliggande panorama

Den lokala gruppen av galaxer innehåller Vintergatan och angränsande Andromeda, triangelgalaxen och ett trettio andra, mindre än 5,2 miljoner ljusår bort.

Detta betyder 2500 gånger mindre avstånd och tid än djupa fältgalaxier. Universums utseende och galaxernas form ser dock ut som det avlägsna och äldre universum.

Bild 3: Hickson-44 galaxgrupp i stjärnbilden Leo 60 miljoner ljusår bort. (Krediter: MASIL Imaging Team)

Figur 2 är ett prov på mellanområdet för det utforskade universum. Det är Hickson-44-galaxgruppen 60 miljoner ljusår bort i konstellationen Leo.

Som kan ses är universums utseende på avstånd och mellan tider liknar det djupa universums 220 gånger längre bort och för den lokala gruppen, fem gånger närmare.

Detta får oss att tro att teorin om universums stadiga tillstånd har åtminstone en observationsgrund, eftersom universums panorama i olika rymdtidskalor är mycket lika.

I framtiden är det möjligt att en ny kosmologisk teori skapas med de mest framgångsrika aspekterna av både ständigtillståndsteorin och Big Bang-teorin.

referenser

1. Bang - Crunch - Bang. Återställd från: FQXi.org
2. Britannica Online Encyclopedia. Stadig tillståndsteori. Återställd från: Britannica.com
3. Neofronters. Steady state-modell. Återställd från: neofronteras.com
4. Wikipedia. Stadig tillståndsteori. Återställd från: wikipedia.com
5. Wikipedia. Kosmologiskt princip. Återställd från: wikipedia.com