该稳恒态理论是宇宙模型中,宇宙看起来总是相同的,不管它是观察或当。这意味着即使在宇宙中最遥远的地方,也存在着由我们所知道的相同元素和相同比例构成的行星,恒星,星系和星云,尽管事实是宇宙在膨胀。
因此,据估计,宇宙的密度每年每立方公里仅减少一个质子的质量。为了弥补这一点,稳态理论假定存在连续的物质。
图1:距离132亿光年远的哈勃太空望远镜拍摄的极端深场图像。(图片来源:NASA; ESA;加利福尼亚大学圣克鲁斯分校的G. Illingworth,D。Magee和P. Oesch;莱顿大学的R. Bouwens;以及HUDF09团队)
它还申明宇宙一直存在,并将永远永远存在,尽管如前所述,它并不否认其膨胀,也不否认随后的星系分离,这一事实已被科学充分证实。
历史
1946年,天文学家弗雷德·霍伊尔(Fred Hoyle),数学家兼宇宙学家赫尔曼·邦迪(Hermann Bondi)和天体物理学家托马斯·戈德(Thomas Gold)提出了稳态理论,其依据是1945年恐怖片《夜深人静》。
早些时候,爱因斯坦(Albert Einstein)制定了宇宙学原理,其中他指出,宇宙必须“在时空平移和旋转下是不变的”。换句话说:它必须是同质的并且没有任何优先方向。
1948年,邦迪和戈尔德在其关于宇宙稳态的理论中加入了这一原理,指出尽管宇宙不断不断地膨胀,但其密度仍然保持均匀。
说明
固定的模型确保宇宙将永远继续膨胀,因为今天将一直存在维持它的物质和能量来源。
这样,不断产生新的氢原子以形成星云,最终将产生新的恒星和星系。所有这些都以旧星系移开的速率,直到它们变得不可观察,并且新星系与最旧星系完全无法区分。
您怎么知道宇宙正在膨胀?检查来自主要由氢组成的恒星发出的光,这些光发出像指纹一样的电磁辐射特征线。这种模式称为频谱,可以在下图中看到:
图2.氢的发射光谱。红线对应于656 nm的波长。
星系由与我们实验室中的原子发射光谱相同的光谱的恒星组成,除了很小的差异:由于多普勒效应,它们移向更高的波长,即移向红色,这是恒星的明确标志。偏远。
大多数星系的光谱都有这种红移。附近的“本地星系组”中只有少数显示出蓝移。
其中之一是仙女座星系,它正在接近,并且在许多世代以来,我们自己的星系-银河系可能会合并。
后退的星系和哈勃定律
氢光谱的特征线是在656纳米(nm)处的特征线。根据银河系,同一条线已移至660 nm。因此,它的红移为660-656 nm = 4 nm。
另一方面,波长偏移与静止波长之间的商等于银河系速度v与光速之间的商(c = 300,000 km / s):
使用此数据:
v = 0.006c
也就是说,这个星系以光速的0.006倍移动:大约1800 km / s。哈勃定律指出,星系d的距离与它移动的速度v成正比:
比例常数是哈勃常数的倒数,表示为Ho,其值为:
这意味着示例中的星系距离为:
当下
迄今为止,最广泛接受的宇宙学模型仍然是“大爆炸”理论。但是,一些作者继续在其之外阐述理论并支持稳态理论。
研究人员赞成稳态理论
印度天体物理学家Jayant Narlikar与稳态理论的创造者之一合作,最近发表了一些有关稳态模型的文章。
它们的例子:2002年出版的“物质的创造和异常红移”和“膨胀宇宙中的辐射吸收理论”。这些作品寻求大爆炸的替代解释,以解释宇宙和宇宙的膨胀。微波背景。
瑞典天体物理学家和发明家约翰·马斯雷利兹(Johan Masreliez)是当代稳态理论的捍卫者,他提出了宇宙扩展的规模化理论,即宇宙大爆炸的一种非常规替代理论。
为表彰他的工作,俄罗斯科学院于2015年出版了他在天体物理学方面的贡献专着。
宇宙背景辐射
1965年,贝尔电话实验室的两名工程师A. Penzias和R. Wilson发现了无法从定向微波天线中消除的背景辐射。
最奇怪的是,他们无法确定他们的来源。在天线指向的任何方向上,辐射都保持不变。根据辐射光谱,工程师确定其温度为3.5K。
接近它们并且基于大爆炸模型,另一组科学家(这次是天体物理学家)预测了相同温度的宇宙辐射:3.5K。
两家团队完全不一样且独立地得出了相同的结论,却不知道对方的工作。巧合的是,这两部作品在同一日期和同一期刊上发表。
这种辐射的存在,被称为宇宙背景辐射,是对平稳理论的最有力论据,因为除非它是大爆炸的残余辐射,否则无法对其进行解释。
但是,提倡者很快提出了存在于整个宇宙中的辐射源的存在,这些辐射源用宇宙尘埃散射了它们的辐射,尽管到目前为止还没有证据表明这些辐射源确实存在。
赞成的论点
在提出这一建议并利用现有的观测资料时,稳态理论是物理学家和宇宙学家最接受的理论之一。那时-20世纪中叶-最近的宇宙和遥远的宇宙之间没有区别。
根据“大爆炸”理论进行的首次估算使宇宙的年代大约为20亿年,但那时已知太阳系已经存在50亿年,银河系已经存在10到120亿年。年份。
这种错误的计算成为支持稳态理论的一个重点,因为显然宇宙不可能在银河系或太阳系之后开始。
根据大爆炸的当前计算,宇宙的年龄估计为137亿年,迄今为止,在该年龄之前没有发现任何物体。
相反的论点
在1950年代和1960年代之间,发现了明亮的射频源:类星体和射电星系。这些宇宙物体只是在很远的距离内发现的,也就是说在遥远的过去。
在稳态模型的前提下,这些强烈的射频源应该在现在和过去的宇宙中或多或少地均匀分布,但是证据却相反。
另一方面,大爆炸模型更符合此观察结果,因为类星体和射电星系可能在宇宙的密集和高温阶段形成,后来成为星系。
宇宙观
遥远的全景
图1中的照片是哈勃太空望远镜在2003年至2004年之间捕获的极端深场图像。
它对应于Fornax星座中小于南方天空0.1º的极小部分,远离银河系的眩光,在该区域中普通望远镜无法捕获任何东西。
在照片中,您可以看到类似于我们自己和我们的近邻的螺旋星系。该照片还显示了已停止恒星形成的弥漫性红色星系,以及在空间和时间上更遥远的星系的点。
宇宙估计有137亿年的历史,深场照片显示,星系距离我们有132亿光年。在哈勃望远镜之前,观测到的最遥远的星系在70亿光年以外,并且图片与深场照片中的图片相似。
深空图像不仅显示了遥远的宇宙,还显示了过去的宇宙,因为用于构建图像的光子已有132亿年的历史。因此,它是早期宇宙的一部分的图像。
近景和中景全景
当地的星系群包括银河系和邻近的仙女座星系,三角星系以及其他三十多个星系,距离我们不到520万光年。
这意味着距离和时间比深空星系少2500倍。但是,宇宙的外观及其星系的形状看起来与遥远而古老的宇宙相似。
图3:位于距离六千万光年远的狮子座的Hickson-44星系群。(提供者:MASIL Imaging Team)
图2是探索的宇宙的中间范围的样本。它是狮子座星座中距离六千万光年远的希克森44星系。
可以看出,在远处和中间时间,宇宙的外观类似于距离较远的地方220倍的深宇宙和距离地球5倍的局部群的外观。
这使我们认为宇宙的稳态理论至少具有观察基础,因为在不同时空尺度上的宇宙全景非常相似。
将来可能会创建一种新的宇宙学理论,其中涉及稳态理论和大爆炸理论中最成功的方面。
参考文献
- 砰-紧缩-砰 从以下位置恢复:FQXi.org
- 大不列颠在线百科全书。稳态理论。从以下位置恢复:Britannica.com
- Neofronters。稳态模型。从以下网站恢复:neofronteras.com
- 维基百科。稳态理论。从以下站点恢复:Wikipedia.com
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