| Fizikai kozmológia | ||||||||
 |
||||||||
| Univerzum – Big ősrobbanás A világegyetem kora Az ősrobbanás idővonala A világegyetem végső sorsa |
Korai világegyetem | Táguló univerzum | Szerkezetképződés | Komponensek | Történet | Kozmológiai kísérletek | Tudósok | Einstein – Hawking . Friedman – Lemaître – Hubble – Penzias – Wilson – Gamow – Dicke – Zel’dovich – Mather – Smoot |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
A kozmológiában , az állandósult állapot elmélet (más néven végtelen univerzum elmélet vagy folyamatos teremtés) egy olyan modell, amelyet 1948-ban Fred Hoyle, Thomas Gold, Hermann Bondi és mások dolgoztak ki az ősrobbanás elmélet (általában a standard kozmológiai modellként ismert) alternatívájaként. Az állandósult nézetek szerint az univerzum tágulása során folyamatosan új anyag jön létre, így a tökéletes kozmológiai elv betartható. Bár a modellnek az 1950-es és 1960-as években nagyszámú támogatója volt a kozmológusok körében, a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás felfedezésével az 1960-as évek végén a támogatók száma jelentősen csökkent, és mára már csak nagyon kevés támogatója maradt. Az állandósult állapotú modell legfontosabb jelentősége abban áll, hogy az ősrobbanás versenytársaként lendületet adott az asztrofizika néhány legfontosabb kutatásának, amelyek nagy része végül az ősrobbanás elméletét támasztotta alá.
Áttekintés
Bondi, Gold és Hoyle állandósult állapotú elméletét az általuk együtt nézett Az éjszaka holtában című film körkörös cselekménye ihlette. Az elméleti számítások azt mutatták, hogy az általános relativitáselmélet alapján a statikus világegyetem lehetetlen, Edwin Hubble megfigyelései pedig azt mutatták, hogy a világegyetem tágul. Az állandósult állapot elmélete azt állítja, hogy bár a világegyetem tágul, ennek ellenére az idő múlásával nem változik a kinézete (a tökéletes kozmológiai elv); nincs kezdete és nincs vége.
Az elmélet megköveteli, hogy folyamatosan új anyagnak kell keletkeznie (többnyire hidrogén formájában), hogy az anyag átlagos sűrűsége az idő múlásával azonos maradjon. A szükséges mennyiség alacsony és közvetlenül nem kimutatható: nagyjából egy naptömegnyi baryon köbméterenként megaparsecenként évente vagy nagyjából egy hidrogénatom köbméterenként egymilliárd évenként, és nagyjából ötször ennyi sötét anyag. Egy ilyen keletkezési sebesség azonban kozmológiai léptékben megfigyelhető hatásokat okozna.
Az elmélet esztétikailag nem vonzó vonása, hogy a feltételezett spontán új anyag keletkezésének feltehetően deutériumot, héliumot és kis mennyiségű lítiumot is tartalmaznia kellene, a közönséges hidrogén mellett, mivel a csillagokban vagy más folyamatok által végzett nukleoszintézis semmilyen mechanizmusa nem magyarázza a deutérium és a hélium-3 megfigyelt bőségét. (Az ősrobbanás modelljében a primordiális deutérium közvetlenül a “bumm” után, az első csillagok létezése előtt keletkezik.)
A kaotikus inflációs elmélet sok hasonlóságot mutat az állandósult állapot elméletével, azonban az eredetileg elképzeltnél sokkal nagyobb léptékben.
Problémák
A Steady State elmélettel kapcsolatos problémák az 1960-as évek végén kezdtek felmerülni, amikor a megfigyelések látszólag alátámasztották azt az elképzelést, hogy a világegyetem valójában változik: kvazárokat és rádiógalaxisokat csak nagy távolságokban találtak (ill, vöröseltolódás, és így a fény véges sebessége miatt a múltban), közelebbi galaxisokban nem. Míg az ősrobbanás-elmélet ezt jósolta, a Steady State azt jósolta, hogy ilyen objektumok mindenhol megtalálhatók, beleértve a saját galaxisunk közelségét is.
A legtöbb kozmológus számára a Steady State-elmélet cáfolatát a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás 1965-ös felfedezése jelentette, amit az ősrobbanás-elmélet jósolt. Stephen Hawking azt mondta, hogy a mikrohullámú sugárzás felfedezése, amelyről úgy gondolták, hogy az ősrobbanásból maradt vissza, “az utolsó szög volt az állandósult állapot elmélet koporsójában”. Az állandósult állapot elméleten belül ez a háttérsugárzás az ősi csillagok fényéből származik, amelyet a galaktikus por szórt szét. Ez a magyarázat azonban a legtöbb kozmológus számára nem volt meggyőző, mivel a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás nagyon sima, így nehéz megmagyarázni, hogyan keletkezett pontforrásokból, és a mikrohullámú háttér nem mutat olyan jellegzetességeket, mint például a polarizáció, amelyek általában a szóródáshoz kapcsolódnak. Ráadásul a spektruma annyira közel áll egy ideális fekete test spektrumához, hogy aligha alakulhatott ki különböző hőmérsékletű és különböző vöröseltolódású porcsomókból származó hozzájárulások szuperpozíciójából. Steven Weinberg 1972-ben azt írta:
Úgy tűnik, hogy az állandósult állapotú modell nem egyezik a megfigyelt dL versus z összefüggéssel vagy a forrásszámlálásokkal … Bizonyos értelemben az egyet nem értés a modell dicsérete; az összes kozmológia közül egyedül az állandósult állapotmodell tesz olyan határozott előrejelzéseket, hogy még a rendelkezésünkre álló korlátozott megfigyelési bizonyítékok mellett is megcáfolható. Az állandósult állapotú modell annyira vonzó, hogy sok híve még mindig reménykedik abban, hogy az ellene szóló bizonyítékok a megfigyelések javulásával eltűnnek. Ha azonban a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás … valóban fekete test sugárzás, akkor nehéz lesz kétségbe vonni, hogy a világegyetem egy forróbb, sűrűbb korai szakaszból fejlődött ki.
Azóta az ősrobbanás-elméletet tartják a világegyetem keletkezésének legjobb leírásának. A legtöbb asztrofizikai publikációban az ősrobbanást hallgatólagosan elfogadják, és a teljesebb elméletek alapjaként használják.
C-mező
Bondi és Gold nem javasoltak mechanizmust az anyag keletkezésére, amit az Állandósult Állapot Elmélet megkövetel, de Hoyle felvetette az általa “C-mezőnek” nevezett dolog létezését, ahol a “C” a “Teremtés” rövidítése. A C-mezőnek negatív nyomása van, ami lehetővé teszi, hogy a kozmosz egyenletes tágulását irányítsa, miközben új anyagot is létrehoz, és a nagyléptékű anyagsűrűséget megközelítőleg állandó szinten tartja; ebben a tekintetben a C-mező hasonlít a kozmikus inflációban használt inflatonmezőhöz. Ezért Hoyle 1948-as elképzelése az állandósult állapotról számos olyan jellemzőt tartalmaz, amelyek később mind az inflációs kozmológiában, mind a nemrégiben megfigyelt gyorsuló világegyetemben megjelentek, és amelyek Einstein világegyetemi modelljében egy kozmológiai állandóval modellezhetők.
A C-mező és a kvázi-állandósult állapotú univerzum fogalma némi hasonlóságot mutat a kaotikus inflációs elmélettel vagy örök inflációval is, amely néha egy végtelen, kezdet és vég nélküli univerzumot tételez fel, amelyben az infláció folyamatosan működik, a megfigyelhető univerzumon túli skálán, hogy létrehozza a kozmosz anyagát. Azonban mind az állandósult állapotú, mind a kvázi-állandósult állapotú elméletek azt állítják, hogy a világegyetem teremtési eseményei (új hidrogénatomok az állandósult állapotú esetben) megfigyelhetők a megfigyelhető világegyetemen belül, míg az inflációs elméletek nem tételezik az inflációt folyamatos folyamatként a megfigyelhető világegyetemen belül.
Kvázi-állandó állapot
A kvázi-állandó állapot kozmológiát (QSS) 1993-ban javasolta Fred Hoyle, Geoffrey Burbidge és Jayant V. Narlikar az állandósult állapotról szóló elképzelések új változataként, amelynek célja az eredeti javaslatban figyelembe nem vett további jellemzők magyarázata volt. Az elmélet a világegyetemben idővel bekövetkező teremtési zónákat feltételez, amelyeket néha minibangoknak, mini-teremtési eseményeknek vagy kis bangoknak neveznek. A gyorsuló világegyetem megfigyelése után a modellen további módosításokat végeztek. A QSS-t felülvizsgáló mainstream kozmológusok rámutattak a hibákra és a megfigyelésekkel való ellentmondásokra, amelyeket a támogatók megmagyarázatlanul hagytak.
Vö. még
- Big Bang elmélet
- Sötét anyag
- Edwin Hubble
- Kváza
Jegyzetek
- Edward L. Wright (2008. március 7.), Errors in the Steady State and Quasi-SS Models Retrieved October 17, 2008.
- Farmer, Billy L. 1997. Universe Alternatives (Világegyetemi alternatívák): Emerging Concepts of Size, Age, Structure, and Behavior, 2nd ed. El Paso, TX: B.L. Farmer. ISBN 0964998343
- Hoyle, Fred, Geoffrey R. Burbidge, and Jayant Vishnu Narlikar. 2001. A kozmológia másfajta megközelítése: A statikus univerzumtól az ősrobbanáson át a valóság felé. Cambridge, Egyesült Királyság: Cambridge Univ. Press. ISBN 0521662230
- Hoyle, F., G. Burbidge, and J.V. Narlikar. 1993. Egy kvázi-állandó állapotú kozmológiai modell anyagteremtéssel. The Astrophysical Journal. 410:437-457.
- —. A kvázi-állandó állapotú kozmológiai modell alapelmélete. Proc. R. Soc. A 448:191.
- Mitton, Simon. 2005. Konfliktus a kozmoszban: Fred Hoyle élete a tudományban. Washington, DC: Joseph Henry Press. ISBN 0309093139
- Weinberg, Steven. 1972. Gravitáció és kozmológia: Az általános relativitáselmélet alapelvei és alkalmazásai. New York: Wiley. ISBN 0471925675
All links retrieved January 3, 2020.
- Hoyle, F., G. Burbidge, and J.V. Narlikar. Apr. 1994. Asztrofizikai következtetések a kvázi-állandó állapot kozmológiájából Royal Astronomical Society Monthly Notices 267:1007-1019.
- —. Aug. 1994. “Erratum: Asztrofizikai következtetések a kvázi-állandó állapotból Royal Astronomical Society Monthly Notices 269:1152.
- —. Sep. 1994. A kvázi-állandó állapotban várható további asztrofizikai mennyiségek az Univerzumban Astronomy and Astrophysics 289(3): 729-739. ISSN 0004-6361.
- —. 1994. december 14. Megjegyzés Edward L. Wright Asztrofizika című hozzászólásához. Összefoglaló. 1994. december 14. (arXiv:astro-ph/9412045v1).
- Wright, Edward L. 2008. március 7. Errors in the Steady State and Quasi-SS Models
- —. 1994. október 20. Észrevételek a kvázi állandósult állapotú kozmológia asztrofizikájához. Összefoglaló. (arXiv:astro-ph/9410070v1).
Credits
A New World Encyclopedia írói és szerkesztői a New World Encyclopedia szabványainak megfelelően átírták és kiegészítették a Wikipedia szócikket. Ez a szócikk a Creative Commons CC-by-sa 3.0 License (CC-by-sa) feltételei szerint, amely megfelelő forrásmegjelöléssel használható és terjeszthető. A licenc feltételei szerint, amely mind az Újvilág Enciklopédia munkatársaira, mind a Wikimédia Alapítvány önzetlen önkéntes közreműködőire hivatkozhat, elismerés jár. A cikk idézéséhez kattintson ide az elfogadható idézési formátumok listájáért.A wikipédisták korábbi hozzászólásainak története itt érhető el a kutatók számára:
- Az állandósult állapotelmélet története
A cikk története az Új Világ Enciklopédiába való importálása óta:
- A “Steady state theory”
Megjegyzés: Egyes korlátozások vonatkozhatnak az egyes képek használatára, amelyek külön licenc alatt állnak.