Teori om ett stationärt universum

Steady State-teorin , teorin om det oändliga universum eller kontinuerligt skapande är en kosmologisk  modell som utvecklats sedan 1948 av Fred Hoyle , Thomas Gold , Herman Bondi och andra som ett alternativ till Big Bang-teorin . Enligt denna modell, när universum expanderar, skapas ständigt ny materia mellan de expanderande galaxerna, och därmed observeras den kosmologiska principen inte bara i rymden, utan också i tiden.

Modellen hade ganska stort stöd bland kosmologer på 1950- och 1960-talen, men upptäckten av CMB minskade drastiskt dess anhängare i slutet av 1960-talet. Nu finns det praktiskt taget inga anhängare av denna teori. .

Å andra sidan kan CMB vara det genomsnittliga bruset i det stationära universum. Anledningen till att vi bara ser unga galaxer på avstånd är en konsekvens av Hubblelagen : mer avlägsna galaxer lyckades flyga bortom händelsehorisonten (~ 13,7 miljarder ljusår) i sin ungdom, så de är inte synliga.

Beräkningar

Tätheten för det intergalaktiska rummet är 10 3 atomer/m 3 .

Radien för den sfär på vilken objekt rör sig bort från oss med ljusets hastighet (enligt Hubbles lag ) är 13,7 miljarder ljusår, d.v.s. 13,7 * 10 9 * 9 460 730 472 580 800 \u003d 129 612 007 474 356 960 000 000 000 meter.

Volymen av det inre av denna sfär är 4/3⋅π⋅( 129,612,007,474,356,960,000,000,000 ) 3 = 9,12061914065285141913396136719329 141m

Det totala antalet atomer i det intergalaktiska rymden (om vi försummar galaxer) är: 9,121⋅10 78 ⋅10 3 = 9,121⋅10 81 atomer. Detta antal är mycket likt antalet atomer i den observerbara delen av universum beräknat på ett annat sätt (från 4⋅10 79 till 10 81 ).

I det här fallet bör ungefär 4π⋅(129 612 007 474 356 960 000 000 000) 2 ⋅ 300 000 000 10 3 = 6,333 10 64 atomer gå bortom 1 händelsehorisont (1 andra radie) .

Enligt denna teori bör samma antal atomer (väte, eftersom andra atomer vanligtvis syntetiseras inuti stjärnor) komma ut från vakuumet inuti sfären varje sekund. Då får vi att i 1 m 3 kommer en väteatom att dyka upp i genomsnitt var 9.121⋅10 78 / (6.333⋅10 64 ) = 1.440⋅10 14 sekunder eller nästan 4.566.372 år. Om uppkomsten av en proton och en elektron är lika sannolikt, kommer någon av dessa partiklar att dyka upp i genomsnitt vart 2 283 186 år.

Den allmänna formeln för det numeriska värdet av tid för 1 m 3 eller volym för 1 atom per sekund: S=R/(3ρc), där R är avståndet till händelsehorisonten, ρ är medeldensiteten av atomer i universum, c är ljusets hastighet, värden i SI . Om teorin stämmer får vi som en konsekvens av dessa beräkningar att i en volym av 7,20⋅10 13 m 3 bör 1 elektron eller proton dyka upp varje sekund. Denna volym motsvarar en sfär med en radie på 25 808 m eller en kub med en sida på 41 602 m.

Således uppträder till exempel inuti jorden (volym 1,08321⋅10 21 m 3 ) 1,504⋅10 7 protoner och elektroner kombinerat varje sekund. Detta motsvarar en massa på 1,259⋅10 -20 kg/s eller 3,971⋅10 -13 kg/år eller 1 kg vart 2 518 569 291 820 år eller 1 803 mg sedan jordens bildande.

Notera.

Beräkningar kan utföras med andra data:

ta sfärens radie enligt Hubbles volym : 13,8 miljarder ljusår (och inte 13,7);

densiteten av baryoner (protoner och neutroner) kan tas lika med minst 0,25 ⋅ m -3 max 0,5 ⋅ m -3 enligt föreläsning [1] . Eftersom det inte finns några uppgifter om antalet neutroner är det omöjligt att få fram det exakta värdet av protoner och elektroner från dessa data. Men eftersom väte utgör en betydande del av ämnet bör man luta nära 0,25 atomer/m 3 . För dessa data får vi tiden för uppkomsten av 1 elektron eller proton i 1 m 3 är S/2 = 290129067825811200 s eller 9,2⋅10 9 år.

Ett annat exempel: tiden det tar för en extra stjärna att bildas i Vintergatan (i genomsnitt). Vintergatan är formad som en cirkulär skiva 100 000 ljusår i diameter och 1 000 ljusår tjock. Därför är dess volym 6,6506 ⋅ 10 60 m 3 . Följaktligen förekommer 4,6185 ⋅ 10 46 väteatomer i den i genomsnitt varje sekund . Om massan av en genomsnittlig röd dvärg (den vanligaste typen av stjärna) tas till 0,20 M ☉, kommer dess massa att vara 0,20 ⋅ 1,9885 ⋅ 10 30 kg = 3,9770 ⋅ 10 29 kg eller 2,3814 ⋅ 10 väte . Då får vi att bildandet av en ny stjärna (röd dvärg) i genomsnitt tar (2,3814 ⋅ 10 56 )/(4,6185 ⋅ 10 46 ) s = 5,1562 ⋅ 10 9 s eller ungefär 163 år.

Experiment för att testa hypotesen

Erfarenhet #1

Baserat på beräkningarna ovan kan ett enkelt experiment göras: välj en volym fylld med känsliga detektorer (som underjordiska bunkrar som detekterar neutriner) och kontrollera om "extra" elektroner och protoner (eller väteatomer, om volymen är fylld med en reaktion som inte går in i väte, till exempel) kommer att dyka upp , vatten. Då kommer väte, som en lätt gas, att samlas i en bubbla i toppen om formen på kärlet är till exempel en konformad form).

Erfarenhet #2

Ta ett kärl med stor volym i form av en parallellepiped som är ogenomtränglig från utsidan för strålning, atomer, enskilda elektroner och protoner. Skapa ett vakuum inuti den. Detektorer för kollisioner med elektroner respektive protoner är fixerade på två motsatta väggar av parallellepipeden. Sedan, bakom parallellepipeden, är det nödvändigt att skapa en stark elektromagnetisk fältstyrka så att protonerna som dyker upp (enligt teorin) rör sig till en vägg, och elektronerna till den andra. Räkna sedan hur många elektroner och protoner (under en kort tidsperiod efter starten av experimentet) som kolliderar med motsvarande detektorer. Detta experiment, liksom det första, kan också utföras djupt under jordens yta. Den enda svårigheten: lång tid med en liten volym (se sidan för kuben ovan), men om du sträcker experimentet i 1 år för att fixa 1 partikel per månad, kommer en kub med en sida på 302 meter att vara tillräckligt.

Se även

• trött ljus

Anteckningar

1. ↑ Valery Rubakov: "Varifrån kom substansen i universum?" 1:32  (ryska)  ? . Hämtad 10 juni 2021. Arkiverad från originalet 10 juni 2021.  (obestämd)

Litteratur

• Hoyle, F. A Different Approach to Cosmology / F. Hoyle, G. Burbidge, JV Narlikar. - Cambridge University Press , 2000. - ISBN 978-0-521-66223-9 .
• Mitton, S. Conflict in the Cosmos: Fred Hoyle's Life in Science. - Joseph Henry Press , 2005. - ISBN 978-0-309-09313-2 .
• Mitton, S. Fred Hoyle: Ett liv i vetenskapen . - Aurum Press , 2005. - ISBN 978-1-85410-961-3 .
• Narlikar, Jayant. Facts and Speculations in Cosmology / Jayant Narlikar, Geoffrey Burbidge. - Cambridge University Press , 2008. - ISBN 978-0521865043 .

Ordböcker och uppslagsverk	Stor katalanska Stor norsk Britannica (online) Britannica (online) Universalis