Kozmolojide Kararlı Durum Teorisi Nedir?

Kararlı durum teorisi 20. yüzyılda önerilen bir teoriydi kozmoloji evrenin genişlediğini, ancak evrenin her zaman aynı göründüğü ve dolayısıyla pratikte değişmediği ve başlangıcı ve sonu olmadığı fikrini koruduğuna dair kanıtları açıklamak. Bu fikir, evrenin aslında zaman içinde değiştiğini gösteren astronomik kanıtlar nedeniyle büyük ölçüde gözden düşmüştür.

Ne zaman Einstein yarattı genel görelilik teorisiilk analiz, her zaman varsayılan statik evrenden ziyade kararsız (genişleyen veya daralan) bir evren yarattığını göstermiştir. Einstein ayrıca statik bir evren hakkındaki bu varsayımı da sürdürdü, bu yüzden genel görelilik alanı denklemlerine kozmolojik sabit. Bu, evreni statik bir durumda tutma amacına hizmet etti. Ancak, Edwin Hubble uzak galaksilerin aslında Dünya'dan her yöne doğru genişlediğine dair kanıtlar keşfetti, bilim adamları (Einstein dahil) evrenin statik görünmediğini ve terimin çıkarıldı.

Kararlı durum teorisi ilk olarak 1920'lerde Sir James Jeans tarafından önerildi, ancak 1948'de yeniden düzenlendiğinde gerçekten bir destek aldı.

Hoyle özellikle teorinin, özellikle de büyük patlama teorisi. Aslında, bir İngiliz radyo yayınında, Hoyle karşıt teoriyi açıklamak için "büyük patlama" terimini biraz alaycı bir şekilde icat etti.

"Paralel Dünyalar" kitabında fizikçi Michio Kaku Hoyle'ın kararlı durum modeline ve büyük patlama modeline karşı çıkmasına adanmış bir mantıklı gerekçe sunuyor:

[Büyük patlama] teorisindeki bir kusur, Hubble'ın uzak galaksilerden gelen ışığı ölçme hatalarından dolayı evrenin yaşını 1.8 milyar yıl olarak yanlış hesaplamış olmasıydı. Jeologlar Dünya'nın ve güneş sisteminin muhtemelen milyarlarca yaşında olduğunu iddia ettiler. Evren gezegenlerinden nasıl daha genç olabilir?

"Sonsuz Evren: Büyük Patlama Ötesinde" adlı kitabında kozmologlar Paul J. Steinhardt ve Neil Turok Hoyle'nin duruşuna ve motivasyonlarına biraz daha az sempati duyuyorsanız:

Özellikle Hoyle, büyük patlamayı şiddetle dinledi, çünkü şiddetle dinsiz ve kozmolojik resmin İncil hesabına rahatsız edici derecede yakın olduğunu düşündü. Patlamadan kaçınmak için, o ve işbirlikçileri madde ve radyasyonun olduğu fikrini düşünmeye istekliydiler. sürekli olarak yoğunluk ve sıcaklığı sabit tutacak şekilde evrende yaratıldı. evren genişler. Bu kararlı durum resmi, değişmeyen evren kavramının savunucularının son standıydı ve büyük patlama modelinin savunucuları ile üç yıllık bir savaş başlattı.

Bu alıntılardan da anlaşılacağı gibi, kararlı durum teorisinin temel amacı, evrenin genişlemesini, Evren bir bütün olarak zaman içinde farklı noktalarda farklı görünüyor. Herhangi bir zamanda evren temelde aynı görünüyorsa, bir başlangıç ​​ya da son varsaymaya gerek yoktur. Bu genellikle mükemmel kozmolojik prensip olarak bilinir. Hoyle'ın (ve diğerlerinin) bu prensibi koruyabilmesinin en büyük yolu, bir evren genişlerken evren genişlerken yeni parçacıklar yaratıldı. Yine, Kaku tarafından sunulduğu gibi:

Bu modelde, evrenin bölümleri aslında genişliyordu, ancak sürekli olarak hiçbir şeyden yeni madde yaratıldı, böylece evrenin yoğunluğu aynı kaldı... Hoyle'a göre, her yöne uzanan galaksiler göndermek için ateşli bir felaketin hiçbir yerden çıkmaması mantıksız görünüyordu; hiçbir şeyden yumuşak bir kitle oluşumunu tercih etti. Başka bir deyişle, evren zamansızdı. Ne sonu ne de başlangıcı vardı. Sadece öyleydi.

Kararlı durum teorisine karşı kanıtlar, yeni astronomik kanıtlar tespit edildiğinde büyüdü. Örneğin, uzak gökadaların bazı özellikleri (ör. kuasarlar ve radyo gökadalar) daha yakın gökadalarda görülmedi. Bu, uzak gökadaların aslında "genç" gökadaları temsil ettiği büyük patlama teorisinde anlamlıdır ve daha yakın galaksiler daha yaşlıdır, ancak kararlı durum teorisinin bu farkı açıklamak için gerçek bir yolu yoktur. Aslında, teorinin kaçınmak için tasarlandığı tam bir farktır.

Bununla birlikte, kararlı durum kozmolojisinin son "tabuttaki çivi" kozmolojik mikrodalga arka plan radyasyonuBu, büyük patlama teorisinin bir parçası olarak tahmin edildi, ancak kararlı durum teorisinde var olmak için kesinlikle hiçbir nedeni yoktu.

1972'de Steven Weinberg, kararlı devlet kozmolojisine karşı çıkan kanıtları söyledi:

Bir bakıma anlaşmazlık, modele verilen bir kredidir; tek başına tüm kozmolojiler arasında, kararlı durum modeli, elimizdeki sınırlı gözlemsel kanıtla bile çürütülebilecek kadar kesin tahminlerde bulunur.

Kararlı durum teorisini şu şekilde araştıran bazı bilim adamları olmaya devam ediyor. yarı kararlı hal teorisi. Bilim adamları arasında geniş çapta kabul görmemiştir ve yeterince ele alınmayan birçok eleştirisi ortaya konmuştur.

"Altın, Thomas." Bilimsel Biyografi Sözlüğü, Charles Scribner'ın Oğulları, Encyclopedia.com, 2008.

Kaku, Michio. "Paralel Dünyalar: Yaratılış, Yüksek Boyutlar ve Evrenin Geleceği Yolculuğu." 1. Baskı, Doubleday, 28 Aralık 2004.

Keim, Brandon. "Fizikçi Neil Turok: Büyük Patlama Başlangıç ​​Değil." Kablolu, 19 Şubat 2008.

"Paul J. Steinhardt. "Fizik Bölümü, Princeton Üniversitesi, 2019, Princeton, New Jersey.

"Kararlı hal teorisi." Yeni Dünya Ansiklopedisi, 21 Ekim 2015.

Steinhardt, Paul J. "Sonsuz Evren: Büyük Patlamanın Ötesinde." Neil Turok, Beşinci veya Daha Sonra Sürümü baskısı, Doubleday, 29 Mayıs 2007.

Doktor. "Fred Hoyle." Ünlü Bilim Adamları, 2019.