teoria stării de echilibru Este un model cosmologic în care universul are întotdeauna același aspect, indiferent de locul sau momentul în care este observat. Aceasta înseamnă că chiar și în cele mai îndepărtate locuri ale universului există planete, stele, galaxii și nebuloase realizate cu aceleași elemente pe care le cunoaștem și în aceeași proporție, deși este un fapt că universul se extinde.
Din această cauză, se estimează că densitatea universului va scădea doar cu masa unui proton pe kilometru cub pe an. Pentru a compensa acest lucru, teoria stării de echilibru postulează existența unei producții continue de materie.
De asemenea, afirmă că universul a existat întotdeauna și va continua să existe pentru totdeauna, deși, așa cum am spus mai devreme, nu neagă expansiunea sa și nici separarea consecventă a galaxiilor, fapte pe deplin confirmate de știință..
Indice articol
Teoria stării de echilibru a fost propusă în 1946 de astronomul Fred Hoyle, matematicianul și cosmologul Hermann Bondi și astrofizicianul Thomas Gold, pe baza unei idei inspirate din filmul de groază Mort de noapte din 1945.
Anterior, Albert Einstein formulase un principiu cosmologic în care afirmă că universul trebuie să fie „invariant sub traduceri spațio-temporale și sub rotații”. Cu alte cuvinte: trebuie să fie omogen și să nu aibă nicio direcție preferențială.
În 1948, Bondi și Gold au adăugat acest principiu ca parte a teoriei lor despre starea de echilibru a universului, afirmând că densitatea universului rămâne uniformă în ciuda expansiunii sale continue și eterne..
Modelul staționar asigură că universul va continua să se extindă pentru totdeauna, deoarece vor exista întotdeauna surse de materie și energie care îl mențin așa cum îl cunoaștem astăzi..
În acest fel, noi atomi de hidrogen sunt creați continuu pentru a forma nebuloase care vor da naștere în cele din urmă la noi stele și galaxii. Toate în același ritm cu care vechile galaxii se îndepărtează până devin neobservabile și noile galaxii fiind complet indistincte de cele mai vechi.
De unde știi că universul se extinde? Examinând lumina stelelor, care sunt compuse în principal din hidrogen, care emite linii caracteristice de emisie electromagnetică care sunt ca o amprentă. Acest tipar se numește spectru și este observat în figura următoare:
Galaxiile sunt formate din stele ale căror spectre sunt aceleași cu cele emise de atomi în laboratoarele noastre, cu excepția unei mici diferențe: sunt deplasate spre lungimi de undă mai mari, adică spre roșu datorită efectului Doppler, care este un semn neechivoc al o îndepărtare.
Majoritatea galaxiilor au această schimbare la roșu în spectrul lor. Doar câteva din „grupul local de galaxii” din apropiere prezintă o schimbare albastră..
Una dintre ele este galaxia Andromeda, care se apropie și cu care, eventual, în mai mulți eoni, Calea Lactee, propria noastră galaxie, va fuziona.
O linie caracteristică a spectrului de hidrogen este cea de la 656 nanometri (nm). În lumina unei galaxii, aceeași linie s-a deplasat la 660 nm. Prin urmare, are o redshift de 660 - 656 nm = 4 nm.
Pe de altă parte, coeficientul dintre deplasarea lungimii de undă și lungimea de undă în repaus este egal cu coeficientul dintre viteza galaxiei v și viteza luminii (c = 300.000 km / s):
Δλ / λo = v / c
Cu aceste date:
4/656 = v / c = 0,006
v = 0,006c
Adică, această galaxie se îndepărtează cu 0,006 ori viteza luminii: aproximativ 1800 km / s. Legea lui Hubble afirmă că distanța unei galaxii d este proporțional cu viteza v cu care se îndepărtează:
d ∝ v
Constanta proporționalității este inversa constantei Hubble, notată ca Ho, a cărei valoare este:
Ho = 73,5 km / s / Mega Pársec.
Aceasta înseamnă că galaxia din exemplu se află la o distanță de:
d = (1 / Ho) v =1800 / 73,5 Mega Pársec = 24,5 Mega Pársec = 80 milioane de ani lumină.
Până în prezent, cel mai larg acceptat model cosmologic rămâne teoria Big Bang-ului. Cu toate acestea, unii autori continuă să formuleze teorii în afara ei și susțin teoria stării de echilibru.
Astrofizicianul hindus Jayant Narlikar, care a lucrat în colaborare cu unul dintre creatorii teoriei stării staționare, a realizat publicații relativ recente în sprijinul modelului stării staționare..
Exemple dintre acestea: „Crearea materiei și anomala redshift” și „Teoriile absorbției radiațiilor în universurile în expansiune”, ambele publicate în 2002. Aceste lucrări caută explicații alternative la Big Bang pentru a explica expansiunea universului și a fundalului microundelor.
Astrofizicianul și inventatorul suedez Johan Masreliez este un alt apărător contemporan al teoriei stării de echilibru, propunând expansiunea cosmică la scară, o teorie alternativă neconvențională la Big Bang.
Academia Rusă de Științe, ca recunoaștere a muncii sale, a publicat o monografie a contribuțiilor sale în astrofizică în 2015.
În 1965, doi ingineri de la Bell Telephone Laboratories: A. Penzias și R. Wilson, au descoperit radiații de fond pe care nu le-au putut elimina din antenele lor direcționale cu microunde..
Cel mai curios este că nu au putut identifica o sursă din ele. Radiația a rămas aceeași în orice direcție a fost direcționată antena. Din spectrul de radiații, inginerii au stabilit că temperatura sa a fost de 3,5 K.
Aproape de ei și pe baza modelului Big Bang, un alt grup de oameni de știință, de data aceasta astrofizicieni, au prezis radiații cosmice cu aceeași temperatură: 3,5 K.
Ambele echipe au ajuns la aceeași concluzie într-un mod complet diferit și independent, neștiind de munca celeilalte. Întâmplător, cele două lucrări au fost publicate la aceeași dată și în același jurnal.
Existența acestei radiații, numită radiații cosmice de fond, este cel mai puternic argument împotriva teoriei staționare, deoarece nu există nicio modalitate de a o explica decât dacă implică resturile de radiații din Big Bang.
Cu toate acestea, susținătorii s-au grăbit să propună existența surselor de radiații împrăștiate în tot universul, care și-au împrăștiat radiația cu praf cosmic, deși până acum nu există dovezi că aceste surse există de fapt..
La momentul propunerii și cu observațiile disponibile, teoria stării de echilibru era una dintre cele mai acceptate de fizicieni și cosmologi. Până atunci - la mijlocul secolului al XX-lea - nu exista nicio diferență între cel mai apropiat univers și cel îndepărtat..
Primele estimări bazate pe teoria Big Bangului datează universul de aproximativ 2 miliarde de ani, dar în acel moment se știa că sistemul solar avea deja 5 miliarde de ani și Calea Lactee între 10 și 12 miliarde de ani..
Acest calcul greșit a devenit un punct în favoarea teoriei stării de echilibru, deoarece, evident, universul nu ar fi putut începe după Calea Lactee sau Sistemul Solar..
Calculele actuale bazate pe Big Bang estimează vârsta universului la 13,7 miliarde de ani și până în prezent nu au fost găsite obiecte în univers înainte de această epocă..
Între 1950 și 1960 au fost descoperite surse luminoase de frecvențe radio: quasare și galaxii radio. Aceste obiecte cosmice au fost găsite doar la distanțe foarte mari, adică în trecutul îndepărtat..
Sub premisele modelului stării staționare, aceste surse intense de frecvențe radio ar trebui distribuite mai mult sau mai puțin uniform în universul prezent și trecut, totuși dovezile arată altfel..
Pe de altă parte, modelul Big Bang este mai concret cu această observație, deoarece quasarele și galaxiile radio s-ar fi putut forma în etape mai dense și mai calde ale universului, devenind ulterior galaxii.
Fotografia din figura 1 este imaginea de câmp profund extrem capturată de telescopul spațial Hubble între 2003 și 2004.
Corespunde unei fracțiuni foarte mici sub 0,1 ° din cerul sudic din constelație Fornax, departe de strălucirea Căii Lactee, într-o zonă în care telescoapele normale nu ridică nimic.
În fotografie puteți vedea galaxii spirale similare cu ale noastre și ale vecinilor apropiați. Fotografia arată, de asemenea, galaxii roșii difuze, unde a încetat formarea stelelor, precum și puncte care sunt chiar și galaxii mai îndepărtate în spațiu și timp..
Se estimează că universul are o vechime de 13,7 miliarde de ani, iar fotografia pe câmp profund arată galaxii la 13,2 miliarde de ani lumină distanță. Înainte de Hubble, cele mai îndepărtate galaxii observate se aflau la 7 miliarde de ani lumină distanță, iar imaginea era similară cu cea prezentată în fotografia de câmp profund..
Imaginea spațiului profund nu numai că arată universul îndepărtat, ci și universul trecut, deoarece fotonii care au fost folosiți pentru a construi imaginea au o vechime de 13,2 miliarde de ani. Prin urmare, este imaginea unei porțiuni din universul timpuriu.
Grupul local de galaxii conține Calea Lactee și Andromeda vecină, galaxia Triunghi și alte treizeci, la mai puțin de 5,2 milioane de ani lumină distanță..
Aceasta înseamnă distanță și timp de 2.500 de ori mai puțin decât galaxiile pe câmp adânc. Cu toate acestea, aspectul universului și forma galaxiilor sale arată similar cu universul îndepărtat și mai vechi..
Figura 2 este un eșantion al intervalului intermediar al universului explorat. Este vorba despre grupul de galaxii Hickson-44 60 de milioane de ani lumină în constelația Leu.
După cum se poate observa, apariția universului la distanțe și timpuri intermediare este similară cu cea a universului profund de 220 de ori mai departe și cu cea a grupului local, de cinci ori mai aproape..
Acest lucru duce la gândul că teoria stării de echilibru a universului are cel puțin o bază observațională, deoarece panorama universului la diferite scale spațio-temporale este foarte similară.
În viitor, este posibil să se creeze o nouă teorie cosmologică cu cele mai precise aspecte atât ale teoriei stării de echilibru, cât și ale teoriei Big Bang..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.