Pastoviosios būklės teorija buvo teorija, pasiūlyta XX a kosmologija paaiškinti įrodymus, kad Visata plečiasi, tačiau vis tiek išlaiko pagrindinę mintį, kad Visata visada atrodo ta pati, todėl praktiškai nesikeičia ir neturi pradžios ir pabaigos. Ši idėja iš esmės buvo paneigta dėl astronominių įrodymų, kad visata iš tikrųjų laikui bėgant keičiasi.
Pastovios būklės teorijos pagrindas ir raida
Kada Einšteinas sukūrė savo bendrojo reliatyvumo teorija, ankstyva analizė parodė, kad ji sukūrė nestabilią (besiplečiančią ar susitraukiančią) visatą, o ne statinę visatą, kuri visada buvo manoma. Einšteinas taip pat laikėsi šios statinės visatos prielaidos, todėl jis įtraukė terminą į savo bendrąsias reliatyvumo lauko lygtis, vadinamas kosmologinė konstanta. Tai tarnavo tikslui palaikyti Visatą statinėje būsenoje. Tačiau kada Edwinas Hablas atrado įrodymų, kad tolimos galaktikos iš tikrųjų plečiasi nuo Žemės visomis kryptimis, mokslininkai (įskaitant Einšteiną) suprato, kad Visata neatrodė statiška ir terminas buvo pašalintas.
Pastoviosios būklės teoriją pirmą kartą pasiūlė seras Jamesas Jeansas 1920-aisiais, tačiau ji iš tikrųjų paspartėjo 1948 m., Kai ją suformulavo Fredas Hoyle'as, Tomas Auksasir Hermannas Bondi. Yra abejotina istorija, kad jie sugalvojo teoriją pažiūrėję filmą „Nakties negyvas“, kuris baigiasi tiksliai taip, kaip ir prasidėjo.
Hoyle'as ypač tapo pagrindiniu šios teorijos šalininku, ypač priešindamasis Didžiojo sprogimo teorija. Tiesą sakant, britų radijo laidoje Hoyle'as šiek tiek įmantriai sugalvojo terminą „didelis sprogimas“, kad paaiškintų priešingą teoriją.
Savo knygoje „Paraleliniai pasauliai“ fizikas Michio Kaku pateikia vieną pagrįstą pagrindimą Hoyle'io atsidavimui stabilios būklės modeliui ir pasipriešinimui didžiojo sprogimo modeliui:
Vienas [didžiojo sprogimo] teorijos trūkumas buvo tas, kad Hablas dėl klaidų matuojant tolimų galaktikų šviesą klaidingai įvertino Visatos amžių kaip 1,8 milijardo metų. Geologai tvirtino, kad Žemė ir Saulės sistema tikriausiai buvo daugelio milijardų metų senumo. Kaip Visata galėtų būti jaunesnė už savo planetas?
Jų knygoje „Begalinė visata: anapus didžiojo sprogimo“ kosmologai Paulius J. Steinhardtas ir Neilas Turokas yra šiek tiek mažiau simpatiški Hoyle pozicijai ir motyvacijai:
Visų pirma Hoyle'as manė, kad didelis sprogimas yra bjaurus, nes jis buvo karštai antireliginis ir manė, kad kosmologinis vaizdas yra labai panašus į Biblijos pasakojimą. Siekdamas išvengti sprogimo, jis su bendradarbiais norėjo apmąstyti mintį, kad materija ir radiacija yra nuolat kuriami visoje visatoje, tokiu būdu, kad tankis ir temperatūra išliktų pastovūs kaip Visata plečiasi. Šis pusiausvyros vaizdas buvo paskutinis nekintančios visatos koncepcijos šalininkų stendas, užmezgęs trijų dešimtmečių kovą su didžiojo sprogimo modelio šalininkais.
Kaip rodo šios citatos, pagrindinis pusiausvyros būsenos teorijos tikslas buvo paaiškinti visatos plėtimąsi nereikia sakyti, kad visata skirtingu momentu viskas atrodo skirtingai. Jei visata bet kuriuo laiko momentu atrodo iš esmės ta pati, nebūtina manyti, kad pradžia ar pabaiga yra. Paprastai tai žinoma kaip tobulas kosmologinis principas. Pagrindinis būdas, kuriuo Hoyle'as (ir kiti) sugebėjo išlaikyti šį principą, buvo pasiūlyti situaciją, kai visata išsiplėtė, buvo sukurtos naujos dalelės. Vėlgi, kaip pateikė Kaku:
Šiame modelyje visatos dalys iš tikrųjų plėtėsi, tačiau nuolat buvo kuriama nauja materija iš nieko, taigi visatos tankis išliko toks pats... Hoyle'ui atrodė nelogiška, kad ugningas kataklizmas gali pasirodyti iš niekur ir siųsti galaktikas, besislepiančias į visas puses; jis pirmenybę teikė sklandžiam masių kūrimui iš nieko. Kitaip tariant, Visata buvo nesenstanti. Tai neturėjo nei pabaigos, nei pradžios. Tiesiog taip buvo.
Pastoviosios būklės teorijos paneigimas
Įrodymų prieš pusiausvyrinės būklės teoriją padaugėjo, kai buvo rasta naujų astronominių įrodymų. Pavyzdžiui, tam tikros tolimų galaktikų ypatybės (tokios kaip kvazarai artimesnėse galaktikose nebuvo matyti. Tai prasminga didžiojo sprogimo teorijoje, kur tolimosios galaktikos iš tikrųjų žymi „jaunesnes“ galaktikas ir artimesnės galaktikos yra senesnės, tačiau pusiausvyros būsenos teorija neturi realaus būdo atsižvelgti į šį skirtumą. Tiesą sakant, būtent tokio skirtumo teorijos buvo siekiama išvengti.
Tačiau galutinis pusiausvyrinės kosmologijos „vinis karste“ atsirado atradus kosmologinę mikrobangų foninė radiacija, kuris buvo numatytas kaip didžiojo sprogimo teorijos dalis, tačiau neturėjo jokios priežasties egzistuoti pusiausvyros būsenos teorijoje.
1972 m. Stevenas Weinbergas teigė, kad įrodymai prieštarauja pusiausvyros kosmologijai:
Tam tikra prasme nesutikimas yra kreditas modeliui; vien tik tarp visų kosmologijų, pastovaus būsenos modelis pateikia tokias aiškias prognozes, kad jį galima paneigti net turint ribotus stebėjimo įrodymus.
Pusiau pastovios būsenos teorija
Toliau yra keletas mokslininkų, tyrinėjančių pusiausvyrinės būklės teoriją pusiau pastovios būklės teorija. Tai nėra plačiai priimta tarp mokslininkų ir buvo išsakyta daug kritikos, kuri nebuvo tinkamai įvertinta.
Šaltiniai
"Auksas, Tomas". Pilnas mokslinės biografijos žodynas, Charleso Scribnerio sūnūs, Encyclopedia.com, 2008 m.
Kaku, Michio. „Paralelūs pasauliai: kelionė per kūrybą, aukštesni matmenys ir kosmoso ateitis“. 1-asis leidimas, „Doubleday“, 2004 m. Gruodžio 28 d.
Keimas, Brandonas. "Fizikas Neilas Turokas: Didysis sprogimas nebuvo pradžia." Laidinis, 2008 m. Vasario 19 d.
„Paulius J. Steinhardtas. “Fizikos katedra, Prinstono universitetas, 2019 m., Prinstonas, Naujasis Džersis.
"Pastovios būklės teorija". Naujoji pasaulio enciklopedija, 2015 m. Spalio 21 d.
Steinhardtas, Paulius J. „Begalinė visata: anapus didžiojo sprogimo“. Neilas Turokas, penktasis ar vėlesnis leidimas, „Doubleday“, 2007 m. Gegužės 29 d.
Dok. "Fredas Hoyle'as". Garsūs mokslininkai, 2019 m.