Teori om et stationært univers

Steady State-teorien , teorien om det uendelige univers eller kontinuerlig skabelse er en kosmologisk  model udviklet siden 1948 af Fred Hoyle , Thomas Gold , Herman Bondi og andre som et alternativ til Big Bang-teorien . Ifølge denne model bliver der hele tiden skabt nyt stof mellem de ekspanderende galakser, mens universet udvider sig, og dermed observeres det kosmologiske princip ikke kun i rummet, men også i tiden.

Modellen havde ret stor støtte blandt kosmologer i 1950'erne og 1960'erne, men opdagelsen af ​​CMB reducerede drastisk dens tilhængere i slutningen af ​​1960'erne. Nu er der praktisk talt ingen tilhængere af denne teori. .

På den anden side kan CMB være den gennemsnitlige støj i det stationære univers. Grunden til, at vi kun ser unge galakser i det fjerne, er en konsekvens af Hubble-loven : fjernere galakser formåede at flyve ud over begivenhedshorisonten (~ 13,7 milliarder lysår) i deres ungdom, så de er ikke synlige.

Beregninger

Tætheden af ​​det intergalaktiske rum er 10 3 atomer/m 3 .

Radius af kuglen, hvorpå objekter bevæger sig væk fra os med lysets hastighed (ifølge Hubbles lov ) er 13,7 milliarder lysår, dvs. 13,7 * 10 9 * 9 460 730 472 580 800 \u003d 129 612 007 474 356 960 000 000 000 meter.

Rumfanget af det indre af denne sfære er 4/3⋅π⋅(129,612,007,474,356,960,000,000,000) 3 = 9,12061914065285141913396136791629 711413396136791629 141396136791629 .

Det samlede antal atomer i det intergalaktiske rum (hvis vi ser bort fra galakser) er: 9.121⋅10 78 ⋅10 3 = 9.121⋅10 81 atomer. Dette tal er meget lig antallet af atomer i den observerbare del af universet beregnet på en anden måde (fra 4⋅10 79 til 10 81 ).

I dette tilfælde bør cirka 4π⋅(129 612 007 474 356 960 000 000 000) 2 ⋅ 300 000 000 10 3 = 6,333 10 64 atomer gå ud over 1 begivenhedshorisont (anden radius) .

Ifølge denne teori skulle det samme antal atomer (brint, da andre atomer normalt syntetiseres inde i stjerner) komme ud af vakuumet inde i kuglen hvert sekund. Så får vi, at i 1 m 3 vil der i gennemsnit opstå et brintatom hvert 9.121⋅10 78 / (6.333⋅10 64 ) = 1.440⋅10 14 sekunder eller næsten 4.566.372 år. Hvis udseendet af en proton og en elektron er lige sandsynligt, vil enhver af disse partikler i gennemsnit dukke op hvert 2.283.186 år.

Den generelle formel for den numeriske værdi af tid for 1 m 3 eller volumen for 1 atom pr. sekund: S=R/(3ρc), hvor R er afstanden til begivenhedshorisonten, ρ er den gennemsnitlige tæthed af atomer i universet, c er lysets hastighed, værdier i SI. Hvis teorien er korrekt, så får vi som konsekvens af disse beregninger, at der i et volumen på 7,20⋅10 13 m 3 skulle opstå 1 elektron eller proton hvert sekund. Dette volumen svarer til en kugle med en radius på 25.808 m eller en terning med en side på 41.602 m.

Således optræder for eksempel inde i Jorden (volumen 1,08321⋅10 21 m 3 ) 1,504⋅10 7 protoner og elektroner kombineret hvert sekund. Dette svarer til en masse på 1,259⋅10 -20 kg/s eller 3,971⋅10 -13 kg/år eller 1 kg hvert 2.518.569.291.820 år eller 1803 mg siden Jordens dannelse.

Bemærk.

Beregninger kan udføres med andre data:

tag kuglens radius i henhold til Hubbles volumen : 13,8 milliarder lysår (og ikke 13,7);

tætheden af ​​baryoner (protoner og neutroner) kan tages lig med mindst 0,25 ⋅ m -3 maksimalt 0,5 ⋅ m -3 ifølge forelæsning [1] . Da der ikke er data om antallet af neutroner, er det umuligt at få den nøjagtige værdi af protoner og elektroner ud fra disse data. Men da brint udgør en væsentlig del af stoffet, bør man hælde tæt på 0,25 atomer/m 3 . For disse data får vi tiden for fremkomsten af ​​1 elektron eller proton i 1 m 3 er S/2 = 290129067825811200 s eller 9,2⋅10 9 år.

Et andet eksempel: den tid, det tager for en ekstra stjerne at danne sig i Mælkevejen (i gennemsnit). Mælkevejen er formet som en cirkulær skive på 100.000 lysår i diameter og 1.000 lysår tyk. Derfor er dens volumen 6,6506 ⋅ 10 60 m 3 . Som følge heraf optræder der i gennemsnit 4,6185 ⋅ 10 46 hydrogenatomer hvert sekund. Hvis massen af ​​en gennemsnitlig rød dværg (den mest almindelige type stjerne) tages som 0,20 M ☉, vil dens masse være 0,20 ⋅ 1,9885 ⋅ 10 30 kg = 3,9770 ⋅ 10 29 kg eller 2,3814 ⋅ 10 brint . Så får vi, at dannelsen af ​​en ny stjerne (rød dværg) i gennemsnit tager (2,3814 ⋅ 10 56 )/(4,6185 ⋅ 10 46 ) s = 5,1562 ⋅ 10 9 s eller cirka 163 år.

Eksperimenter for at teste hypotesen

Oplevelse #1

Baseret på ovenstående beregninger kan der laves et simpelt eksperiment: vælg et volumen fyldt med følsomme detektorer (som underjordiske bunkere, der detekterer neutrinoer) og kontroller om "ekstra" elektroner og protoner (eller brintatomer, hvis volumenet er fyldt med en reaktion der ikke kommer ind i brint, for eksempel) kommer , vand. Så vil brint som en let gas samle sig i en boble øverst, hvis formen på karret for eksempel er kegleformet).

Oplevelse #2

Tag et kar med stort volumen i form af et parallelepipedum, der er uigennemtrængeligt udefra for stråling, atomer, individuelle elektroner og protoner. Skab et vakuum inde i det. Detektorer for kollisioner med henholdsvis elektroner og protoner er fastgjort på to modstående vægge af parallelepipedet. Derefter, bag parallelepipedet, er det nødvendigt at skabe en stærk elektromagnetisk feltstyrke, så de protoner, der optræder (ifølge teorien) bevæger sig til den ene væg, og elektronerne til den anden. Dernæst skal du tælle hvor mange elektroner og protoner (i en kort periode efter forsøgets start) der kolliderer med de tilsvarende detektorer. Dette eksperiment kan ligesom det første også udføres dybt under jordens overflade. Den eneste vanskelighed: lang tid med et lille volumen (se siden for terningen ovenfor), men hvis du strækker eksperimentet i 1 år for at fiksere 1 partikel om måneden, så vil en terning med en side på 302 meter være nok.

Se også

• trætte lys

Noter

1. ↑ Valery Rubakov: "Hvor kom stoffet i universet fra?" 1:32  (russisk)  ? . Hentet 10. juni 2021. Arkiveret fra originalen 10. juni 2021.  (ubestemt)

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: Et liv i videnskaben . - Aurum Press , 2005. - ISBN 978-1-85410-961-3 .
• Narlikar, Jayant. Fakta og spekulationer i kosmologi / Jayant Narlikar, Geoffrey Burbidge. - Cambridge University Press , 2008. - ISBN 978-0521865043 .

Ordbøger og encyklopædier	Fantastisk catalansk Fantastisk norsk Britannica (online) Britannica (online) Universalis