Шта је теорија стабилног стања у козмологији?

Теорија стабилног стања била је теорија предложена у 20. веку космологија објаснити доказе да се свемир шири, али ипак задржава суштинску идеју да свемир увек изгледа исто, те је стога у пракси непроменљив и нема почетка и краја. Ова идеја је у великој мери дискредитована због астрономских доказа који сугеришу да се универзум у ствари мења током времена.

Позадина и развој сталне државе

Када Ајнштајн створио своје теорија опште релативности, рана анализа показала је да је створио универзум који је био нестабилан (шири се или уговара), а не статички универзум за који се одувек претпостављало. Ајнштајн је такође држао ту претпоставку о статичком свемиру, па је увео појам у своје једначине једнаке поља релативности назване космолошка константа. То је служило сврси одржавања свемира у статичком стању. Међутим, када Едвин Хуббле открили доказе да су се далеке галаксије у ствари шириле од Земље у свим правцима, научници (укључујући Ајнштајна) схватили су да свемир не делује статично и да тај термин јесте уклоњен.

instagram viewer

Теорију стабилног стања први је предложио сир Џејмс Џанс током 1920-их, али је заиста добио потицај 1948., када ју је преформулисао Фред Хоиле, Тхомас Голди Херманн Бонди. Постоји сумњива прича да су ту теорију смислили након гледања филма "Мртва ноћ", који се завршава тачно онако како је и започео.

Хојл је нарочито постао главни заговорник теорије, посебно у супротности са теорија Великог праска. У ствари, у британском радијском преносу, Хоиле је сковао термин "велики прасак" помало исмејавајуће да би објаснио супротну теорију.

У својој књизи "Паралелни светови", физичар Мицхио Каку пружа једно разумно оправдање Хојелове посвећености стабилном моделу и противљења моделу великог праска:

Једна мана теорије [великог праска] је да је Хуббле, због грешака у мерењу светлости из удаљених галаксија, погрешно израчунао старост свемира на 1,8 милијарди година. Геолози су тврдили да су Земља и Сунчев систем вероватно стари више милијарди година. Како би свемир могао бити млађи од својих планета?

У својој књизи "Бескрајни универзум: Иза великог праска", космолози Паул Ј. Стеинхардт и Неил Турок су мало мање наклоњени Хоилеовом ставу и мотивацији:

Конкретно, Хоиле је велики прасак сматрао гнусним јер је био веома антирелигиозан и мислио је да космолошка слика понижава блиско библијском приказу. Да би избегли прасак, он и његови сарадници били су вољни да разматрају идеју да су материја и радијација непрекидно стваран по свемиру на такав начин да одржава густину и температуру константнима као универзум се шири. Ова слика стабилног стања била је последње стајалиште заговорника непромењивог концепта универзума, који је започео битку од три деценије са заговорницима модела великог праска.

Као што ови цитати указују, главни циљ теорије стабилног стања био је објаснити ширење универзума, а да не морају то рећи универзум у целини изгледа различито у различитим тачкама времена. Ако свемир у било којем тренутку времена изгледа у основи исто, нема потребе претпостављати почетак или крај. То је опште познато као савршени космолошки принцип. Главни начин на који је Хоиле (и други) успео да задржи овај принцип био је предлагањем ситуације док се свемир ширио, створене су нове честице. Опет, као што је представио Каку:

У овом моделу, делови универзума су се у ствари ширили, али нова материја се стално стварала из ничега, тако да је густина универзума остала иста... Хоилеу се чинило нелогично да се нигдје не може појавити ватрена катаклизма која ће послати галаксије које вребају у свим смјеровима; преферирао је глатко стварање масе из ничега. Другим речима, свемир је био безвременски. Није било краја, нити почетка. Једноставно је било.

Оспоравање теорије стабилног стања

Докази против теорије стабилног стања расли су са откривањем нових астрономских доказа. На пример, одређене карактеристике удаљених галаксија (попут куасарс и радио галаксије) нису виђене у ближим галаксијама. То има смисла у теорији великог праска, где далеке галаксије заправо представљају „млађе“ галаксије и све ближе галаксије су старије, али теорија стабилног стања нема стварни начин да објасни ову разлику. У ствари, управо је таква разлика теорија која је створена да избегне.

Коначни „чавао у лијесу“ устаљене космологије, међутим, настао је открићем космолошке микроталасно позадинско зрачење, који је предвиђен као део теорије великог праска, али није имао апсолутно никаквог разлога за постојање у теорији стабилног стања.

1972. Стевен Веинберг је рекао о доказима који се супротстављају космологији устаљеног стања:

У одређеном смислу, неслагање је заслуга модела; Сам међу свим космологијама, модел устаљеног стања даје тако дефинитивна предвиђања да их је могуће оспорити чак и ако имамо ограничене опсервацијске доказе.

Квази-стабилна теорија стања

И даље постоје неки научници који истражују теорију стабилног стања у облику квази-стабилна теорија. Није широко прихваћен међу научницима и изречене су многе критике које нису адекватно адресиране.

Извори

"Злато, Тхомас." Комплетан речник научне биографије, синови Цхарлеса Сцрибнера, Енцицлопедиа.цом, 2008.

Каку, Мицхио. "Паралелни светови: путовање кроз стварање, веће димензије и будућност космоса." Прво издање, Доубледаи, 28. децембра 2004. године

Кеим, Брандон. "Физичар Неил Турок: Велики прасак није био почетак." Жично, 19. фебруара 2008.

"Паул Ј. Стеинхардт. "Департман за физику, Универзитет Принцетон, 2019., Принцетон, Нев Јерсеи.

"Теорија стабилног стања." Нова светска енциклопедија, 21.10.2015.

Стеинхардт, Паул Ј. "Бескрајни универзум: Иза великог праска." Неил Турок, издање петог или каснијег издања, Доубледаи, 29. маја 2007.

Доц. "Фред Хоиле." Познати научници, 2019.