Teorija stabilnog stanja bila je teorija predložena u 20. stoljeću kosmologija objasniti dokaze da se svemir širi, ali ipak zadržava srž ideje da svemir uvijek izgleda isto, te je stoga u praksi nepromjenjiv i nema početka i kraja. Ova je ideja uglavnom diskreditirana zbog astronomskih dokaza koji sugeriraju da se svemir u stvari mijenja s vremenom.
Pozadina i razvoj ustaljenog stanja
Kada Einstein stvorio svoje teorija opće relativnosti, rana analiza pokazala je da je stvorio svemir koji je bio nestabilan (širi se ili ugovara), a ne statički svemir koji se oduvijek pretpostavljao. Einstein se također držao ove pretpostavke o statičkom svemiru, pa je uveo pojam u svoje jednadžbe polja opće relativnosti nazvan kozmološka konstanta. To je služilo svrsi održavanja svemira u statičkom stanju. Međutim, kada Edwin Hubble otkrili dokaze da su se daleke galaksije zapravo širile od Zemlje u svim smjerovima, znanstvenici (uključujući Einstein) shvatili su da svemir nije statičan i da je izraz uklonjena.
Teoriju ustaljenog stanja prvi je predložio sir James Jeans u 1920-ima, ali stvarno je dobila poticaj 1948. kada ju je preformulirao Fred Hoyle, Thomas Gold, i Hermann Bondi. Postoji sumnjiva priča da su teoriju smislili nakon gledanja filma "Mrtva noć", koji se završava točno onako kako je i započeo.
Hoyle je posebno postao glavni zagovornik teorije, posebno u suprotnosti s teorija velikog praska. U stvari, u britanskom radijskom prenosu, Hoyle je skovao pojam "veliki prasak" pomalo podsmješno kako bi objasnio suprotnu teoriju.
U svojoj knjizi "Paralelni svjetovi", fizičar Michio Kaku pruža jedno razumno opravdanje Hoyleove posvećenosti postojanom modelu i protivljenja modelu velikog praska:
Jedna manjkavost teorije [velikog praska] bila je da je Hubble, zbog pogrešaka u mjerenju svjetlosti iz udaljenih galaksija, pogrešno izračunao kako je starost svemira bila 1,8 milijardi godina. Geolozi su tvrdili da su Zemlja i Sunčev sustav bili stari mnogo milijardi godina. Kako bi svemir mogao biti mlađi od svojih planeta?
U svojoj knjizi "Beskrajni svemir: Iza velikog praska", kozmolozi Paul J. Steinhardt i Neil Turok su malo manje naklonjeni Hoyleovom stavu i motivaciji:
Hoyle je posebno smatrao gadnim grozom jer je bio izrazito antireligiozan i mislio je da je kozmološka slika nepovjerljivo bliska biblijskom obračunu. Kako bi izbjegli prasak, on i njegovi suradnici bili su voljni razmatrati ideju da su tvar i zračenje kontinuirano stvaran u cijelom svemiru na takav način da održavaju konstantnu gustoću i temperaturu svemir se širi. Ova stabilna slika bila je posljednje stajalište zagovornika nepromjenjivog koncepta svemira, započinjući bitku od tri desetljeća s zagovornicima modela velikog praska.
Kao što ovi citati ukazuju, glavni cilj teorije stabilnog stanja bio je objasniti širenje svemira bez da to kažem svemir u cjelini izgleda različito u različitim trenucima vremena. Ako svemir u bilo kojem trenutku vremena izgleda u osnovi isto, nema potrebe pretpostavljati početak ili kraj. To je općenito poznato kao savršeno kozmološko načelo. Glavni način na koji je Hoyle (i drugi) uspio zadržati ovaj princip bio je predlažući situaciju dok se svemir širi, stvaraju se nove čestice. Opet, kao što je predstavio Kaku:
U ovom su se modelu dijelovi svemira zapravo širili, ali nova se materija neprestano stvarala iz ničega, tako da je gustoća svemira ostala ista... Hoyleu se činilo nelogično da se vatrena kataklizma može pojaviti niotkuda i poslati galaksije koje vrebaju u svim smjerovima; više je volio glatko stvaranje mase iz ničega. Drugim riječima, svemir je bio bezvremenski. Nije bilo kraja, niti početka. Jednostavno je.
Nepostojanje teorije stabilnog stanja
Dokazi protiv teorije stabilnog stanja rasli su s otkrivanjem novih astronomskih dokaza. Na primjer, određene značajke udaljenih galaksija (poput kvazari i radio galaksije) nisu viđene u bližim galaksijama. To ima smisla u teoriji velikog praska, gdje daleke galaksije zapravo predstavljaju „mlađe“ galaksije i sve su bliže galaksije starije, ali teorija stabilnog stanja nema stvarni način objašnjavanja ove razlike. Zapravo, upravo je takva razlika što je teorija bila namijenjena izbjegavanju.
Konačni "čavao u lijesu" stalne kozmologije, međutim, proizašao je iz otkrića kozmološke mikrovalno pozadinsko zračenje, koji je bio predviđen kao dio teorije velikog praska, ali nije imao apsolutno nikakvog razloga za postojanje u teoriji stabilnog stanja.
1972. Steven Weinberg rekao je o dokazima koji se suprotstavljaju stacionarnoj kozmologiji:
U određenom smislu neslaganje je zasluga za model; Sam među svim kozmologijama, model ustaljenog stanja daje tako definitivna predviđanja da ih je moguće osporiti čak i uz ograničene opservacijske dokaze kojima raspolažemo.
Kvazi stabilna teorija stanja
I dalje postoje neki znanstvenici koji istražuju teoriju ustaljenog stanja u obliku kvazi-ustaljenu teoriju. Nije široko prihvaćen među znanstvenicima i izrečene su mnoge kritike koje nisu adekvatno riješene.
izvori
"Zlato, Thomas." Kompletan rječnik znanstvene biografije, sinovi Charlesa Scribnera, Encyclopedia.com, 2008.
Kaku, Michio. "Paralelni svjetovi: putovanje kroz stvaranje, veće dimenzije i budućnost kozmosa." Prvo izdanje, Doubleday, 28. prosinca 2004.
Keim, Brandon. "Fizičar Neil Turok: Veliki prasak nije bio početak." Ožičeno, 19. veljače 2008.
"Paul J. Steinhardt. "Odjel za fiziku, Sveučilište Princeton, 2019., Princeton, New Jersey.
"Teorija stabilnog stanja". Nova svjetska enciklopedija, 21. listopada 2015.
Steinhardt, Paul J. "Beskrajni svemir: Iza velikog praska." Neil Turok, izdanje petog ili kasnijeg izdanja, Doubleday, 29. svibnja 2007.
Doc. "Fred Hoyle." Poznati znanstvenici, 2019. godine.