MATIBAY NA TEORYA NG ESTADO: KASAYSAYAN, PALIWANAG, KASALUKUYAN - ARTE - 2025

Ang matatag na teorya ng estado ay isang modelo ng kosmolohikal na kung saan ang uniberso ay laging mukhang pareho, hindi mahalaga kung saan o kailan ito sinusunod. Nangangahulugan ito na kahit na sa pinakamalayong liblib na mga lugar ng uniberso ay may mga planeta, bituin, kalawakan at nebulae na may parehong mga elemento na alam natin at sa parehong proporsyon, kahit na ito ay isang katotohanan na ang uniberso ay lumalawak.

Dahil dito, ang density ng uniberso ay tinatantya na bumaba sa pamamagitan lamang ng masa ng isang proton bawat cubic kilometro bawat taon. Upang mabayaran ito, ang matatag na teorya ng estado ay nai-post ang pagkakaroon ng isang tuluy-tuloy na paggawa ng bagay.

Larawan 1: Larawan ng matinding malalim na larangan na kinunan ng Hubble Space Teleskopyo 13.2 bilyong ilaw taon. (Credit: NASA; ESA; G. Illingworth, D. Magee, at P. Oesch, University of California, Santa Cruz; R. Bouwens, Leiden University; at ang HUDF09 Team)

Pinatutunayan din nito na ang uniberso ay palaging umiiral at magpapatuloy na umiiral magpakailanman, kahit na tulad ng sinabi ng una, hindi nito itinatanggi ang pagpapalawak nito, o ang kahihinatnan na paghihiwalay ng mga kalawakan, mga katotohanan na ganap na nakumpirma ng agham.

Kasaysayan

Ang matatag na teorya ng estado ay iminungkahi ng astronomo na si Fred Hoyle, ang matematiko at kosmologist na si Hermann Bondi, at ang astrophysicist na Thomas Gold, batay sa isang ideya na inspirasyon ng 1945 na nakakatakot na pelikula na Patay ng gabi.

Mas maaga, si Albert Einstein ay gumawa ng isang prinsipyo ng kosmolohikal na nagsasabi na ang sansinukob ay dapat na "invariant sa ilalim ng space-time na mga pagsasalin at sa ilalim ng mga pag-ikot." Sa madaling salita: dapat ito ay homogenous at walang anumang kagustuhan na direksyon.

Noong 1948 idinagdag nina Bondi at Gold ang alituntuning ito bilang bahagi ng kanilang teorya ng matatag na estado ng sansinukob, na nagsasabi na ang density ng uniberso ay nananatiling pare-pareho sa kabila ng tuluy-tuloy at walang hanggang paglawak nito.

Pagpapaliwanag

Tinitiyak ng nakatigil na modelo na ang uniberso ay magpapatuloy na palawakin magpakailanman, sapagkat palaging may mga mapagkukunan ng bagay at enerhiya na nagpapanatili nito tulad ng alam natin ngayon.

Sa ganitong paraan, ang mga bagong atom ng hydrogen ay patuloy na nilikha upang mabuo ang nebulae na sa kalaunan ay magbabangon sa mga bagong bituin at kalawakan. Lahat sa parehong rate na kung saan ang mga lumang kalawakan ay lumayo hanggang sa sila ay hindi napapansin at ang mga bagong kalawakan ay ganap na hindi maiintindihan mula sa pinakaluma.

Paano mo malalaman na ang uniberso ay lumalawak? Sinusuri ang ilaw mula sa mga bituin, na kung saan ay binubuo pangunahin ng hydrogen, na naglalabas ng mga katangian na linya ng electromagnetic emission na tulad ng isang fingerprint. Ang pattern na ito ay tinatawag na isang spectrum at makikita sa sumusunod na pigura:

Larawan 2. Ang paglabas ng spectrum ng hydrogen. Ang pulang linya ay tumutugma sa haba ng haba ng 656 nm.

Ang mga Galaxies ay binubuo ng mga bituin na ang spectra ay pareho sa mga nilalabas ng mga atomo sa ating mga laboratoryo, maliban sa isang maliit na pagkakaiba: sila ay inilipat patungo sa mas mataas na mga haba ng haba, iyon ay, patungo sa pula dahil sa epekto ng Doppler, na isang hindi patas na tanda ng isang pagkalayo.

Karamihan sa mga kalawakan ay may redshift na ito sa kanilang spectra. Ilan lamang sa malapit na "lokal na pangkat ng mga kalawakan" ay nagpapakita ng isang asul na paglilipat.

Ang isa sa mga ito ay ang kalawakan ng Andromeda, na papalapit at kung saan marahil, maraming mga eons mula ngayon, ang Milky Way, ang ating sariling kalawakan, ay sumanib

Ang umiikot na mga kalawakan at batas ni Hubble

Ang isang katangian na linya ng hydrogen spectrum ay ang isa sa 656 nanometer (nm). Sa ilaw ng isang kalawakan, ang parehong linya ay lumipat sa 660 nm. Samakatuwid mayroon itong redshift ng 660 - 656 nm = 4 nm.

Sa kabilang banda, ang quotient sa pagitan ng haba ng shift ng haba ng haba at ang haba ng haba ng haba ng pahinga ay katumbas ng quient sa pagitan ng bilis ng kalawakan v at ang bilis ng ilaw (c = 300,000 km / s):

Gamit ang data na ito:

v = 0.006c

Iyon ay, ang kalawakan na ito ay lumilipat sa 0.006 beses ang bilis ng ilaw: mga 1800 km / s. Ang batas ng Hubble ay nagsasabi na ang distansya ng isang kalawakan d ay proporsyonal sa bilis v na kung saan ito ay lumilipat:

Ang pare-pareho ng proporsyonalidad ay ang kabaligtaran ng palagiang Hubble, na sinasabing Ho, na ang halaga ay:

Nangangahulugan ito na ang kalawakan sa halimbawa ay nasa layo ng:

Kasalukuyan

Sa ngayon, ang pinakalawak na tinanggap na modelo ng kosmolohiko ay nananatiling teorya ng Big Bang. Gayunpaman, ang ilang mga may-akda ay patuloy na bumubuo ng mga teorya sa labas nito at sinusuportahan ang matatag na teorya ng estado.

Ang mga mananaliksik ay pabor sa matatag na teorya ng estado

Ang Hindu astrophysicist na si Jayant Narlikar, na nagtatrabaho sa pakikipagtulungan sa isa sa mga tagalikha ng matatag na teorya ng estado, ay gumawa ng medyo kamakailan-lamang na mga publikasyon bilang suporta sa matatag na modelo ng estado.

Mga halimbawa ng mga ito: "Paglikha ng bagay at anomalous redshift" at "Mga teorya ng pagsipsip ng radiation sa pagpapalawak ng mga unibersidad", na parehong inilathala noong 2002. Ang mga gawa na ito ay naghahanap ng mga alternatibong paliwanag sa Big Bang upang ipaliwanag ang pagpapalawak ng uniberso at ang background ng microwave.

Ang Suweko na astrophysicist at imbentor na si Johan Masreliez ay isa pang kontemporaryong tagapagtanggol ng teorya ng matatag na estado, sa pamamagitan ng pagmumungkahi ng cosmic na pagpapalawak sa sukat, isang hindi kinaugalian na alternatibong teorya sa Big Bang.

Ang Russian Academy of Sciences, bilang pagkilala sa kanyang trabaho, naglathala ng isang monograpiya ng kanyang mga kontribusyon sa mga astrophysics noong 2015.

Radiation ng background sa kosmiko

Noong 1965 dalawang mga inhinyero mula sa Bell Telephone Laboratories: A. Penzias at R. Wilson, natuklasan ang background radiation na hindi nila maalis mula sa kanilang mga direksyon na micropave na antenna.

Ang pinaka-nakakaganyak na bagay ay hindi nila makilala ang isang mapagkukunan ng mga ito. Ang radiation ay nanatiling pareho sa kahit anong direksyon ang direksyon ng antena. Mula sa spectrum ng radiation, tinukoy ng mga inhinyero na ang temperatura nito ay 3.5 K.

Malapit sa kanila at batay sa modelo ng Big Bang, isa pang pangkat ng mga siyentipiko, sa oras na ito ang mga astrophysicists, hinulaan ang cosmic radiation ng parehong temperatura: 3.5 K.

Ang parehong mga koponan ay dumating sa parehong konklusyon na ganap na naiiba at malaya, nang hindi nalalaman ang tungkol sa gawain ng iba. Nagkataon, ang dalawang gawa ay nai-publish sa parehong petsa at sa parehong journal.

Ang pagkakaroon ng radiation na ito, na tinatawag na cosmic background radiation, ay ang pinakamalakas na argumento laban sa nakatigil na teorya, sapagkat walang paraan upang ipaliwanag ito maliban kung ito ay ang mga labi ng radiation mula sa Big Bang.

Gayunpaman, ang mga tagapagtaguyod ay mabilis na iminungkahi ang pagkakaroon ng mga mapagkukunan ng radiation na nakakalat sa buong sansinukob, na nagkalat ang kanilang radiation sa kosmiko na alikabok, bagaman walang katibayan na ngayon na ang mga mapagkukunang ito ay talagang umiiral.

Mga pangangatwiran na pabor

Sa oras na iminungkahi at sa mga magagamit na obserbasyon, ang matatag na teorya ng estado ay isa sa pinaka tinanggap ng mga pisiko at kosmologist. Pagkatapos nito - sa kalagitnaan ng ika-20 siglo - walang pagkakaiba sa pagitan ng pinakamalapit na uniberso at sa malayong lugar.

Ang mga unang pagtatantya batay sa teorya ng Big Bang, na napetsahan ang uniberso sa halos 2 bilyong taon, ngunit sa oras na iyon nalaman na ang solar system ay 5 bilyong taong gulang at ang Milky Way sa pagitan ng 10 at 12 bilyong taong gulang. taon.

Ang maling pagkakamali na ito ay naging isang punto sa pabor ng matatag na teorya ng estado, dahil maliwanag na ang uniberso ay hindi maaaring magsimula pagkatapos ng Milky Way o ang Sistema ng Solar.

Ang mga kasalukuyang kalkulasyon batay sa Big Bang ay tinantya ang edad ng uniberso sa 13.7 bilyong taon at hanggang sa kasalukuyan walang mga bagay na natagpuan sa uniberso bago ito edad.

Mga counter

Sa pagitan ng 1950s at 1960s maliwanag na mapagkukunan ng mga frequency ng radyo ay natuklasan: quasars at mga kalawakan sa radyo. Ang mga kosmikong bagay na ito ay natagpuan lamang sa napakalaking distansya, na sasabihin sa malayong nakaraan.

Sa ilalim ng lugar ng matatag na estado na modelo, ang mga masidhing mapagkukunan ng mga frequency ng radyo na ito ay dapat na maipamahagi nang higit pa o hindi gaanong pantay sa buong kasalukuyan at nakaraan na uniberso, subalit ang ebidensya ay nagpapakita kung hindi man.

Sa kabilang banda, ang modelo ng Big Bang ay mas konkreto sa pagmamasid na ito, yamang ang mga quasars at mga kalawakan sa radyo ay maaaring nabuo sa mas matindi at mas maiinit na yugto ng sansinukob, kalaunan ay naging mga kalawakan.

Mga view ng uniberso

Malaking panorama

Ang litrato sa figure 1 ay ang matinding malalim na imahe sa larangan na nakuha ng Hubble Space Telescope sa pagitan ng 2003 at 2004.

Ito ay tumutugma sa isang napakaliit na bahagi na mas mababa sa 0.1º ng timog kalangitan sa konstelasyong Fornax, na malayo sa sulyap ng Milky Way, sa isang lugar kung saan ang mga normal na teleskopyo ay hindi nakakakuha ng anupaman.

Sa litrato maaari mong makita ang mga galak na galak na katulad ng sa aming sarili at sa aming malapit na kapit-bahay. Nagpapakita din ang litrato na nagkakalat ng mga pulang kalawakan, kung saan tumigil ang pagbuo ng bituin, pati na rin ang mga puntos na mas malayong mga kalawakan sa espasyo at oras.

Ang uniberso ay tinatayang 13.7 bilyong taong gulang, at ang litrato ng malalim na larangan ay nagpapakita ng mga kalawakan na 13.2 bilyong light-years ang layo. Bago ang Hubble, ang pinakamalayo na mga kalawakan na sinusunod ay 7 bilyong light-years ang layo, at ang larawan ay katulad sa ipinakita sa litrato ng malalim na bukid.

Ang imahe ng malalim na espasyo ay hindi lamang nagpapakita ng malalayong uniberso, ipinapakita rin nito ang nakaraang sansinukob, dahil ang mga photon na ginamit upang mabuo ang imahe ay 13.2 bilyong taong gulang. Samakatuwid ito ang imahe ng isang bahagi ng unang uniberso.

Malapit at intermediate panorama

Ang lokal na pangkat ng mga kalawakan ay naglalaman ng Milky Way at kalapit na Andromeda, ang Triangle galaxy at ilang tatlumpu pa, mas mababa sa 5.2 milyong ilaw taon.

Nangangahulugan ito ng 2,500 beses na mas kaunting distansya at oras kaysa sa malalim na mga kalawakan ng bukid. Gayunpaman, ang hitsura ng uniberso at ang hugis ng mga kalawakan nito ay mukhang katulad sa malalayo at mas matandang uniberso.

Larawan 3: Hickson-44 na pangkat ng mga kalawakan sa konstelasyon na Leo 60 milyong ilaw taon. (Mga Kredito: MASIL Imaging Team)

Ang Figure 2 ay isang halimbawa ng intermediate range ng na-explore na uniberso. Ito ang pangkat ng Hickson-44 na mga kalawakan na 60 milyong magaan ang layo sa konstelasyong si Leo.

Tulad ng nakikita, ang hitsura ng sansinukob sa mga distansya at mga oras ng intermisyon ay katulad ng sa malalim na uniberso ng 220 beses na malayo at iyon ng lokal na pangkat, limang beses na mas malapit.

Ito ay humantong sa pag-iisip na ang teorya ng matatag na estado ng sansinukob ay may hindi bababa sa obserbasyonal na pundasyon, dahil ang panorama ng uniberso sa iba't ibang mga antas ng espasyo sa oras ay halos kapareho.

Sa hinaharap posible na ang isang bagong teorya ng kosmolohiko ay malilikha gamit ang pinakamatagumpay na aspeto ng parehong matatag na teorya ng estado at ng Big Bang.

Mga Sanggunian

1. Bang - Crunch - Bang. Nabawi mula sa: FQXi.org
2. Britannica Online Encyclopedia. Matatag na teorya ng estado. Nabawi mula sa: Britannica.com
3. Mga Neofronter. Matatag na modelo ng estado. Nabawi mula sa: neofronteras.com
4. Wikipedia. Matatag na teorya ng estado. Nabawi mula sa: wikipedia.com
5. Wikipedia. Prinsipyo ng kosmolohikal. Nabawi mula sa: wikipedia.com