KARARLI DURUM TEORISI: TARIH, AÇIKLAMA, ŞIMDIKI - ARTE - 2024

Kararlı durum teorisi evrenin her zaman olursa olsun ya da gözlenmektedir, aynı görünüyor olduğu bir kozmolojik model. Bu, evrenin en ücra yerlerinde bile, evrenin genişlediği bir gerçek olmasına rağmen, bildiğimiz aynı unsurlarla ve aynı oranda yapılmış gezegenler, yıldızlar, galaksiler ve bulutsular olduğu anlamına gelir.

Bu nedenle, evrenin yoğunluğunun yılda kilometre küp başına bir proton kütlesi kadar azalacağı tahmin ediliyor. Bunu telafi etmek için, kararlı durum teorisi, sürekli bir madde üretiminin varlığını varsayar.

Şekil 1: Hubble Uzay Teleskobu tarafından 13,2 milyar ışıkyılı uzaklıkta çekilen aşırı derin alanın görüntüsü. (Kredi: NASA; ESA; G. Illingworth, D. Magee ve P. Oesch, Kaliforniya Üniversitesi, Santa Cruz; R. Bouwens, Leiden Üniversitesi; ve HUDF09 Ekibi)

Ayrıca, evrenin her zaman var olduğunu ve sonsuza dek var olmaya devam edeceğini onaylar, ancak daha önce söylendiği gibi, ne genişlemesini ne de galaksilerin sonuçta ayrılmasını inkar etmez, gerçekler bilim tarafından tamamen doğrulanmıştır.

Tarih

Kararlı durum teorisi, 1945 korku filmi Dead of Night'tan esinlenen bir fikre dayanarak, 1946'da astronom Fred Hoyle, matematikçi ve kozmolog Hermann Bondi ve astrofizikçi Thomas Gold tarafından önerildi.

Daha önce Albert Einstein, evrenin "uzay-zaman tercümeleri ve rotasyonlar altında değişmez" olması gerektiğini belirttiği kozmolojik bir ilke formüle etmişti. Başka bir deyişle: homojen olmalı ve herhangi bir tercihli yönden yoksun olmalıdır.

1948'de Bondi ve Gold, bu prensibi, evrenin sabit durumu teorilerinin bir parçası olarak eklediler ve evrenin yoğunluğunun sürekli ve ebedi genişlemesine rağmen tekdüze kaldığını belirtti.

açıklama

Durağan model, evrenin sonsuza kadar genişlemeye devam etmesini sağlar, çünkü bugün bildiğimiz şekliyle onu koruyan her zaman madde ve enerji kaynakları olacaktır.

Bu şekilde, yeni yıldızlara ve galaksilere yol açacak olan bulutsular oluşturmak için sürekli olarak yeni hidrojen atomları yaratılır. Tüm bunlar, eski galaksilerin gözlenemez hale gelene ve yeni galaksilerin en eskisinden tamamen ayırt edilemez hale gelene kadar uzaklaştığı hızda.

Evrenin genişlediğini nasıl anlarsınız? Çoğunlukla hidrojenden oluşan yıldızlardan gelen ışığın incelenmesi, parmak izi gibi karakteristik elektromanyetik emisyon hatları yayan. Bu model bir spektrum olarak adlandırılır ve aşağıdaki şekilde görülebilir:

Şekil 2. Hidrojenin emisyon spektrumu. Kırmızı çizgi 656 nm dalga boyuna karşılık gelir.

Galaksiler, küçük bir fark haricinde, spektrumları laboratuvarlarımızda atomlar tarafından yayılanlarla aynı olan yıldızlardan oluşurlar: Galaksiler, Doppler etkisi nedeniyle daha yüksek dalga boylarına, yani kırmızıya doğru kayarlar. uzaklık.

Çoğu galaksinin tayflarında bu kırmızıya kayma vardır. Yakındaki "yerel gökada grubu" ndan yalnızca birkaçı mavi bir kayma gösteriyor.

Bunlardan biri yaklaşmakta olan Andromeda galaksisidir ve muhtemelen şu andan itibaren pek çok çağdan itibaren Samanyolu, kendi galaksimiz birleşecektir.

Uzaklaşan galaksiler ve Hubble yasası

Hidrojen spektrumunun karakteristik bir çizgisi 656 nanometrede (nm) olandır. Bir galaksinin ışığında, aynı hat 660 nm'ye çıktı. Bu nedenle kırmızıya kayması 660 - 656 nm = 4 nm'dir.

Öte yandan, dalga boyu kayması ile hareketsiz dalga boyu arasındaki bölüm, galaksi v hızı ile ışık hızı (c = 300.000 km / s) arasındaki bölüme eşittir:

Bu verilerle:

v = 0.006c

Yani, bu gökada ışık hızının 0,006 katı hızla uzaklaşıyor: yaklaşık 1800 km / sn. Hubble yasası, bir galaksinin uzaklığının, uzaklaştığı v hızıyla orantılı olduğunu belirtir:

Orantılılık sabiti, Ho olarak gösterilen Hubble sabitinin tersidir ve değeri:

Bu, örnekteki galaksinin şu uzaklıkta olduğu anlamına gelir:

Mevcut

Şimdiye kadar en yaygın kabul gören kozmolojik model, Big Bang teorisi olmaya devam ediyor. Bununla birlikte, bazı yazarlar bunun dışındaki teorileri formüle etmeye ve kararlı durum teorisini desteklemeye devam ediyor.

Kararlı durum teorisi lehine araştırmacılar

Kararlı durum teorisinin yaratıcılarından biriyle işbirliği içinde çalışan Hintli astrofizikçi Jayant Narlikar, kararlı durum modelini desteklemek için nispeten yeni yayınlar yaptı.

Bunların örnekleri: "Maddenin yaratılışı ve anormal kırmızıya kayma" ve "Genişleyen evrenlerde radyasyon emilimi teorileri", her ikisi de 2002'de yayınlandı. Bu çalışmalar, evrenin genişlemesini ve evrenin genişlemesini açıklamak için Big Bang'e alternatif açıklamalar arıyor. mikrodalga arka plan.

İsveçli astrofizikçi ve mucit Johan Masreliez, Büyük Patlama'ya alışılmadık bir alternatif teori olan, ölçeğe göre kozmik genişlemeyi önererek, kararlı durum teorisinin çağdaş savunucularından bir diğeri.

Rusya Bilimler Akademisi, çalışmaları nedeniyle 2015 yılında astrofizikteki katkılarının bir monografisini yayınladı.

Kozmik fon radyasyonu

1965'te Bell Telephone Laboratories'den iki mühendis: A. Penzias ve R. Wilson, yönlü mikrodalga antenlerinden çıkaramadıkları arka plan radyasyonunu keşfettiler.

En merak edilen şey, bunların bir kaynağını belirleyememeleridir. Radyasyon, anten hangi yönde yönlendirilirse yönlendirilsin aynı kaldı. Radyasyon spektrumundan mühendisler sıcaklığının 3,5 K olduğunu belirlediler.

Yakınlarında ve Big Bang modeline dayanarak, başka bir grup bilim adamı, bu sefer astrofizikçiler, aynı sıcaklıktaki kozmik radyasyonu tahmin ettiler: 3,5 K.

Her iki takım da diğerinin çalışmalarını bilmeden tamamen farklı ve bağımsız olarak aynı sonuca vardı. Tesadüfen, iki eser aynı tarih ve aynı dergide yayınlandı.

Kozmik fon radyasyonu adı verilen bu radyasyonun varlığı, durağan teoriye karşı en güçlü argümandır, çünkü Büyük Patlama'dan gelen radyasyon kalıntıları olmadığı sürece bunu açıklamanın bir yolu yoktur.

Bununla birlikte, savunucular, evrene dağılmış ve radyasyonlarını kozmik tozla dağıtan radyasyon kaynaklarının varlığını önermekte hızlı davrandılar, ancak şu ana kadar bu kaynakların gerçekten var olduğuna dair hiçbir kanıt bulunmuyor.

Lehine argümanlar

Önerildiği sırada ve mevcut gözlemlerle, kararlı durum teorisi fizikçiler ve kozmologlar tarafından en çok kabul edilenlerden biriydi. O zamana kadar - 20. yüzyılın ortalarında - en yakın evren ile uzaktaki evren arasında hiçbir fark yoktu.

Big Bang teorisine dayanan ilk tahminler, evreni yaklaşık 2 milyar yıla tarihlendirdi, ancak o zamanlar güneş sisteminin zaten 5 milyar, Samanyolu'nun ise 10 ila 12 milyar yaşında olduğu biliniyordu. yıl.

Bu yanlış hesaplama, kararlı durum teorisinin lehine bir nokta haline geldi, çünkü evren Samanyolu veya Güneş Sisteminden sonra başlamış olamazdı.

Big Bang'e dayanan mevcut hesaplamalar, evrenin 13.7 milyar yıllık yaşını tahmin ediyor ve bugüne kadar bu çağdan önce evrende hiçbir nesne bulunamadı.

Karşı argüman

1950'ler ve 1960'lar arasında parlak radyo frekansı kaynakları keşfedildi: kuasarlar ve radyo galaksileri. Bu kozmik nesneler yalnızca çok uzak mesafelerde bulundu, yani uzak geçmişte.

Kararlı durum modelinin öncüllerine göre, bu yoğun radyo frekansı kaynakları, şimdiki ve geçmiş evren boyunca aşağı yukarı aynı şekilde dağıtılmalıdır, ancak kanıtlar aksini gösterir.

Öte yandan, Big Bang modeli bu gözlemle daha somut hale geldi, çünkü kuasarlar ve radyo galaksileri evrenin daha yoğun ve daha sıcak aşamalarında oluşup daha sonra galaksiler haline gelebilirdi.

Evrenin görüşleri

Uzak panorama

Şekil 1'deki fotoğraf, Hubble Uzay Teleskobu tarafından 2003 ve 2004 yılları arasında çekilmiş aşırı derin alan görüntüsüdür.

Normal teleskopların hiçbir şeyi yakalamadığı bir alanda, Samanyolu'nun parıltısından uzakta, Fornax takımyıldızında güney gökyüzünün 0.1º'den küçük bir kısmına karşılık gelir.

Fotoğrafta bizim ve yakın komşularımıza benzeyen sarmal galaksiler görebilirsiniz. Fotoğraf aynı zamanda yıldız oluşumunun sona erdiği dağınık kırmızı galaksilerin yanı sıra uzay ve zamanda daha da uzak galaksiler olan noktaları da gösteriyor.

Evrenin 13,7 milyar yaşında olduğu tahmin ediliyor ve derin alan fotoğrafı, 13,2 milyar ışık yılı uzaktaki galaksileri gösteriyor. Hubble'dan önce, gözlemlenen en uzak galaksiler 7 milyar ışıkyılı uzaklıktaydı ve resim, derin alan fotoğrafında gösterilene benziyordu.

Derin uzay görüntüsü sadece uzaktaki evreni göstermekle kalmıyor, aynı zamanda geçmiş evreni de gösteriyor çünkü görüntüyü oluşturmak için kullanılan fotonlar 13,2 milyar yaşında. Bu nedenle, erken evrenin bir kısmının görüntüsüdür.

Yakın ve orta panorama

Yerel galaksi grubu, Samanyolu ve komşu Andromeda'yı, Üçgen galaksisini ve 5,2 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunan otuz galaksiyi içerir.

Bu, derin alan galaksilerinden 2.500 kat daha az mesafe ve zaman demektir. Bununla birlikte, evrenin görünümü ve galaksilerinin şekli uzak ve eski evrene benziyor.

Şekil 3: 60 milyon ışıkyılı uzaklıkta Aslan takımyıldızında yer alan Hickson-44 gökada grubu. (Kredi: MASIL Görüntüleme Ekibi)

Şekil 2, keşfedilen evrenin orta menzilinin bir örneğidir. Aslan Takımyıldızı'nda, 60 milyon ışıkyılı uzaklıkta yer alan Hickson-44 gökada grubudur.

Görüldüğü gibi, evrenin mesafelerde ve ara zamanlarda görünüşü, 220 kat daha uzaktaki derin evrenin ve beş kat daha yakın olan yerel grubun görünümüne benzer.

Bu, bizi, evrenin sabit durumu teorisinin en azından bir gözlemsel temele sahip olduğunu düşünmeye sevk eder, çünkü farklı uzay-zaman ölçeklerinde evrenin panoraması çok benzerdir.

Gelecekte, hem kararlı durum teorisinin hem de Big Bang teorisinin en başarılı yönleriyle yeni bir kozmolojik teorinin yaratılması mümkündür.

Referanslar

1. Bang - Crunch - Bang. FQXi.org'dan kurtarıldı
2. Britannica Çevrimiçi Ansiklopedisi. Kararlı durum teorisi. Britannica.com adresinden kurtarıldı
3. Neofronters. Kararlı durum modeli. Neofronteras.com'dan kurtarıldı
4. Vikipedi. Kararlı durum teorisi. Wikipedia.com adresinden kurtarıldı
5. Vikipedi. Kozmolojik İlke. Wikipedia.com adresinden kurtarıldı