定常論

インフレーション-核合成
GWB – ニュートリノ背景
宇宙マイクロ波背景

赤方偏移-ハッブルの法則
空間のメートル法膨張
フリードマン 方程式
FLRWメトリック

宇宙の形
構造形成
銀河形成
大規模な…スケール構造

Lambda-CDMモデル
ダークエネルギー – ダークマター

宇宙論の年表。…

観測的宇宙論
2dF – SDSS
CoBE – BOOMERanG – WMAP

アインシュタイン – ホーキング. フリードマン – ルメートル – ハッブル – ペンジアス – ウィルソン – ガモフ – ディッケ – ゼルドビッチ – メイザー – スムート

物理宇宙論
宇宙-大宇宙 ビッグバン 宇宙の年齢 ビッグバンの時間軸 宇宙の究極の運命	初期宇宙	膨張する宇宙	構造形成	構成要素	歴史	宇宙論実験	科学者

宇宙論において。 定常説（ていじょうせつ、無限宇宙説、連続創造説とも）は、ビッグバン説（通常、標準宇宙論モデルとして知られている）に代わるモデルとして、1948年にフレッド・ホイル、トーマス・ゴールド、ヘルマン・ボンディらによって提唱されたものである。 定常観では、宇宙の膨張に伴って新しい物質が絶えず生成され、完全宇宙論的原理が遵守される。 1950年代から1960年代にかけて、このモデルは宇宙論者の間で多くの支持を得ていたが、1960年代後半に宇宙マイクロ波背景放射が発見されると支持者は著しく減少し、今日ではごく少数の支持者が残っているに過ぎない。 定常モデルの重要性は、ビッグバンの対抗馬として、天体物理学の最も重要な研究を生み出す原動力となったことであり、その多くは最終的にビッグバン理論を支持することになった。

概要

ボンディ、ゴールド、ホイルの定常理論は、彼らが一緒に見た映画「夜の死」の円形のプロットに触発されて生まれた。 理論計算の結果、一般相対性理論では静止した宇宙はありえないことがわかり、エドウィン・ハッブルによる観測で宇宙が膨張していることがわかったのである。 定常論は、宇宙は膨張しているが、それでも時間とともにその姿を変えず（完全宇宙論）、始まりも終わりもないとするものである。 必要な量は少なく、直接検出できない。1年に1立方メガパーセクあたりおよそ1太陽質量のバリオン、または10億年に1立方メートルあたりおよそ1水素原子、そのおよそ5倍が暗黒物質である。

この理論の美的感覚に欠ける特徴は、観測された重水素とヘリウム-3の量を説明する星や他のプロセスによる核合成のメカニズムがないため、仮定された自発的な新物質形成は、おそらく通常の水素だけでなく、重水素、ヘリウム、少量のリチウムを含まなければならないということである。 (ビッグバンモデルでは、始原的な重水素は「バン」の後、最初の星が存在する前に直接作られる）

カオスインフレーション理論は、定常理論と多くの類似点があるが、当初想定されたよりもはるかに大きなスケールで、定常理論が実現されている。

問題点

定常説の問題点は、1960年代後半に、宇宙が実際に変化しているという考えを裏付けるような観測結果が出たときから明らかになり始めた：クエーサーや電波銀河は大きな距離（すなわち, 赤方偏移、つまり光速が有限であるため、過去に）だけであり、より近い銀河では見つかっていない。 ビッグバン理論がそのように予測したのに対し、定常理論は、そのような天体は我々の銀河の近くも含めてどこにでも見つかると予測した。

ほとんどの宇宙学者にとって、定常理論の反証は、ビッグバン理論が予測した宇宙マイクロ波背景放射が1965年に発見されたことによる。 スティーブン・ホーキングは、マイクロ波放射が発見され、それがビッグバンから残されたものだと考えられたことは、”定常説の棺に最後の釘を打つようなものだ “と述べています。 定常説の中では、この背景放射は、古代の星からの光が銀河の塵によって散乱された結果であるとされています。 しかし、宇宙マイクロ波背景放射は非常に滑らかで、点光源からどのように発生したかを説明するのが難しく、また、マイクロ波背景放射には通常散乱に関連する偏光などの特徴が見られないため、この説明は多くの宇宙論者にとって納得のいくものではありませんでした。 さらに、そのスペクトルは理想的な黒体のスペクトルに非常に近く、温度や赤方偏移の異なる塵の塊からの寄与の重ね合わせで形成されるとは考えにくい。 Steven Weinbergは1972年に次のように書いています：

定常モデルは、観測されたdL-z関係や天体数とは一致しないように見える…。 ある意味で、この不一致はこのモデルの功績でもあります。すべての宇宙論の中で唯一、定常状態モデルは、私たちが自由に使える限られた観測的証拠でも反証できるほど明確な予言をしているのです。 定常状態モデルは非常に魅力的なので、その信奉者の多くは、観測結果が改善されれば、定常状態モデルに反する証拠はなくなるだろうと、いまだに希望を抱いているのである。 しかし、もし宇宙マイクロ波背景放射が…本当に黒体放射であれば、宇宙がより高温で高密度の初期段階から進化してきたことを疑うのは難しいだろう。

この時以来、ビッグバン理論は宇宙の起源を説明する最良の方法と考えられてきた。 ほとんどの天体物理学の出版物では、ビッグバンは暗黙のうちに受け入れられ、より完全な理論の基礎として使われている。

C-field

ボンディとゴールドは定常理論が要求する物質の生成のメカニズムを提案しなかったが、ホイルは “C” が “Creation” を表す、彼が “C-field” と呼ぶものの存在を提唱した。 Cフィールドは負の圧力を持つため、宇宙の定常膨張を促進する一方で、新しい物質を生み出し、大規模な物質密度をほぼ一定に保つことができる。この点で、Cフィールドは宇宙インフレーションに用いられるインフレートンフィールドに似ている。 このため、1948年のホイルの定常状態の概念には、後にインフレーション宇宙論や最近観測された加速度宇宙の両方で浮上した多くの特徴が組み込まれており、アインシュタインの宇宙モデルにおける宇宙定数の観点からモデル化することが可能である。

C場と準定常宇宙の概念は、カオス・インフレーション理論やエターナル・インフレーションにも似ています。 ただし、定常状態、準定常状態ともに、宇宙の創造現象（定常状態の場合は新しい水素原子）が観測可能な宇宙内で観測されることを主張しているのに対し、インフレーション理論は観測可能な宇宙内で進行中のプロセスとしてインフレーションを仮定していない。

Quasi-steady state

Quasi-steady state cosmology (QSS) は1993年にFred Hoyle, Geoffrey Burbidge, Jayant V. Narlikarによって定常状態の新しいバージョンとして提案され、最初の提案で説明できなかった特徴を説明することを意図しています。 この理論では、宇宙で時間の経過とともに生じる創造のポケットを示唆しており、ミニバン、ミニ創造イベント、リトルバンなどと呼ばれることもある。 加速する宇宙が観測された後、このモデルはさらに修正された。 QSSを検討した主流の宇宙論者は、推進派が説明しないままにしている欠陥や観測との食い違いを指摘している。

See also

• Big Bang theory
• Dark matter
• Edwin Hubble
• Quasar

Notes

• Farmer, Billy L. 1997. 宇宙のオルタナティヴ 1997. Universe Alternatives: Emerging Concepts of Size, Age, Structure, and Behavior, 2nd ed. El Paso, TX: B.L. ファーマー. ISBN 0964998343
• Hoyle, Fred, Geoffrey R. Burbidge, and Jayant Vishnu Narlikar. 2001. A Different Approach to Cosmology: 2001. A Different Approach to Cosmology: From a Static Universe Through the Big Bang Towards Reality（宇宙論への異なるアプローチ：静的宇宙からビッグバンを経て現実へ）. Cambridge, UK: Cambridge Univ. Press. ISBN 0521662230
• Hoyle, F., G. Burbidge, and J.V. Narlikar. 1993. 物質生成を伴う準定常宇宙論モデル(A quasi-steady state cosmological model with creation of matter). アストロフィジカルジャーナル. 410:437-457.
• —. 準定常宇宙モデルの基礎となる理論. Proc. R. Soc. A 448:191.
• Mitton, Simon. 2005. コンフリクト・イン・ザ・コスモス（Conflict in the Cosmos: Fred Hoyle’s Life in Science. Washington, DC: Joseph Henry Press. ISBN 0309093139
• Weinberg, Steven. 1972. 重力と宇宙論: 重力と宇宙論：一般相対性理論の原理と応用. New York: ワイリー. ISBN 0471925675

All links retrieved January 3, 2020.

• Hoyle, F., G. Burbidge, and J.V. Narlikar. 1994年4月。 準定常宇宙論からの天体物理学的推論 Royal Astronomical Society Monthly Notices 267:1007-1019.
• –. 1994年8月. “Erratum: Astrophysical deductions from the Quasi-steady state Royal Astronomical Society Monthly Notices 269:1152.
• —. 1994年9月. 準定常状態の宇宙で期待される更なる天体物理量 Astronomy and Astrophysics 289(3): 729-739. issn 0004-6361.
• —. 1994年12月14日 Edward L. Wright Astrophysicsのコメントに対するノート。 アブストラクト。 1994年12月14日。 (arXiv:astro-ph/9412045v1).
• Wright, Edward L. March 7, 2008. 定常モデルと準SSモデルにおける誤差
• —. 1994年10月20日 準定常宇宙論天体物理学へのコメント。 アブストラクト。 (arXiv:astro-ph/9410070v1).

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