Steady-state teori var en teori som ble foreslått på 1900-tallet kosmologi for å forklare bevis for at universet ekspanderte, men fortsatt beholder kjerneideen om at universet alltid ser det samme ut, og derfor er uendret i praksis og har ingen begynnelse og ingen ende. Denne ideen er i stor grad blitt diskreditert på grunn av astronomiske bevis som antyder at universet faktisk endrer seg over tid.
Steady-State Theory Bakgrunn og utvikling
Når Einstein opprettet sitt teori om generell relativitet, den tidlige analysen viste at det skapte et univers som var ustabilt (utvidet eller kontraherende) snarere enn det statiske universet som alltid hadde blitt antatt. Einstein hadde også denne antagelsen om et statisk univers, så han introduserte et begrep i sine generelle relativitetsfeltlikninger som kalles kosmologisk konstant. Dette tjente formålet med å holde universet i en statisk tilstand. Imidlertid når Edwin Hubble oppdaget bevis på at fjerne galakser faktisk ekspanderte bort fra jorden i alle retninger, forskere (inkludert Einstein) innså at universet ikke så ut til å være statisk og begrepet var fjernet.
Stabilitetsteorien ble først foreslått av Sir James Jeans på 1920-tallet, men den fikk virkelig et løft i 1948 da den ble omformulert av Fred Hoyle, Thomas Gold, og Hermann Bondi. Det er en tvilsom historie at de kom med teorien etter å ha sett filmen "Dead of Night", som ender nøyaktig slik den begynte.
Hoyle ble spesielt en viktig talsmann for teorien, særlig i opposisjon til Big Bang teorien. I en britisk radioutsending myntet faktisk begrepet "big bang" noe spottende for å forklare den motsatte teorien.
I sin bok "Parallel Worlds", fysiker Michio Kaku gir en rimelig begrunnelse for Hoyles dedikasjon til stabilitetsmodellen og motstand mot big bang-modellen:
En mangel i [big bang] -teorien var at Hubble på grunn av feil i måling av lys fra fjerne galakser, hadde feilberegnet universets alder til å være 1,8 milliarder år. Geologer hevdet at Jorden og solsystemet antagelig var mange milliarder år gamle. Hvordan kan universet være yngre enn planetene?
I sin bok "Endless Universe: Beyond the Big Bang" kosmologer Paul J. Steinhardt og Neil Turok er litt mindre sympatiske for Hoyles holdning og motivasjoner:
Hoyle, spesielt, syntes big bang avsky fordi han var heftig antireligiøs og han trodde det kosmologiske bildet var forstyrrende nær den bibelske beretningen. For å unngå smellet var han og hans samarbeidspartnere villige til å overveie ideen om at materie og stråling var kontinuerlig opprettet i hele universet på en slik måte at man holder tettheten og temperaturen konstant som univers utvides. Dette stabiliseringsbildet var den siste standen for talsmenn for det uforanderlige universkonseptet, og satte i gang en kamp på tre tiår med talsmenn for big bang-modellen.
Som disse sitatene indikerer, var hovedmålet med stabilitetsteorien å forklare utvidelsen av universet uten å måtte si at universet som en helhet ser annerledes ut på forskjellige tidspunkter. Hvis universet på et gitt tidspunkt i utgangspunktet ser det samme ut, er det ikke nødvendig å anta en begynnelse eller slutt. Dette er generelt kjent som det perfekte kosmologiske prinsipp. Den viktigste måten Hoyle (og andre) var i stand til å beholde dette prinsippet var ved å foreslå en situasjon mens universet ekspanderte, nye partikler ble skapt. Igjen, som presentert av Kaku:
I denne modellen utvidet faktisk deler av universet seg, men stadig ble det skapt ny materie ut av ingenting, slik at tettheten til universet forble den samme... For Hoyle virket det ulogisk at en brennende katastrofe kunne dukke opp fra ingensteds for å sende galakser som sivlet i alle retninger; han foretrakk den jevn skapelse av masse ut av ingenting. Universet var med andre ord tidløst. Det hadde ingen slutt, og heller ingen begynnelse. Det var det bare.
Å motbevise stabilitetsteorien
Bevisene mot stabilitetsteorien vokste etter hvert som nye astronomiske bevis ble oppdaget. For eksempel visse trekk ved fjerne galakser (som f.eks kvasarer og radiogalakser) ble ikke sett i nærmere galakser. Dette gir mening i big bang-teorien, der de fjerne galaksene faktisk representerer "yngre" galakser og nærmere galakser er eldre, men stabilitetsteorien har ingen reell måte å gjøre rede for denne forskjellen. Faktisk er det nettopp den slags forskjell som teorien ble designet for å unngå.
Den endelige "spikeren i kisten" av stabil tilstand kosmologi kom imidlertid fra oppdagelsen av den kosmologiske mikrobølge bakgrunnsstråling, som hadde blitt forutsagt som en del av big bang-teorien, men som absolutt ikke hadde noen grunn til å eksistere innenfor stabilitetsteorien.
I 1972 sa Steven Weinberg om bevisene som motsatte seg stabil kosmologi:
På en måte er uenigheten en kreditt til modellen; alene blant alle kosmologier, gir standardmodellen så klare forutsigelser at den kan motbevises selv med de begrensede observasjonsbevisene vi har til rådighet.
Quasi-Steady State Theory
Det fortsetter å være noen forskere som utforsker stabilitetsteorien i form av quasi-steady state theory. Det er ikke allment akseptert blant forskere og mange kritikkverdige forhold har blitt fremsatt som ikke er blitt adressert tilstrekkelig.
kilder
"Gull, Thomas." Komplett ordbok for vitenskapelig biografi, Charles Scribners sønner, Encyclopedia.com, 2008.
Kaku, Michio. "Parallelle verdener: En reise gjennom skapelse, høyere dimensjoner og kosmos fremtid." 1. utgave, Doubleday, 28. desember 2004.
Keim, Brandon. "Fysiker Neil Turok: Big Bang var ikke begynnelsen." Kablet 19. februar 2008.
"Paul J. Steinhardt. "Institutt for fysikk, Princeton University, 2019, Princeton, New Jersey.
"Steady state theory." New World Encyclopedia, 21. oktober 2015.
Steinhardt, Paul J. "Endless Universe: Beyond the Big Bang." Neil Turok, utgave av femte eller senere utgave, Doubleday, 29. mai 2007.
Dokumentet. "Fred Hoyle." Kjente forskere, 2019.