Storia della teoria dello stato stazionario, spiegazione, corrente

IL Teoria dello stato stazionario È un modello cosmologico in cui l'universo ha sempre lo stesso aspetto, indipendentemente dal luogo o dal momento in cui si osserva.  Ciò significa che anche nei luoghi più remoti dell'universo ci sono pianeti, stelle, galassie e nebulose realizzate con gli stessi elementi che conosciamo e nella stessa proporzione, nonostante sia un fatto che l'universo si sta espandendo.

Per questo motivo, la densità dell'universo si stima che diminuisca solo nella massa di un protone per chilometro cubo e all'anno. Per compensare questo, la teoria dello stato stazionario postula l'esistenza di una produzione continua di materia.

Figura 1: immagine dell'estremità del campo profondo dal telescopio spaziale Hubble a 13.2 miliardi di anni luce. (Crediti: NASA; ESA; G. Illingworth, d. Magee e p. Oesch, Università della California, Santa Cruz; R. Bouwens, Leiden University; e la squadra HUDF09)

Afferma anche che l'universo è sempre esistito e continuerà a esistere per sempre, sebbene come detto prima, non neghi la sua espansione, né la conseguente separazione delle galassie, resa pienamente confermata dalla scienza.

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Storia

La teoria dello stato stazionario fu proposta nel 1946 dall'astronomo Fred Hoyle, dal matematico e cosmologo Hermann Bondi e dall'astrofisico Thomas Gold, da un'idea ispirata al film horror Morte della notte del 1945.

In precedenza, Albert Einstein aveva formulato un principio cosmologico in cui afferma che l'universo deve essere "invariante sotto traduzioni spazio-temporali e basse rotazioni". In altre parole: deve essere omogeneo e mancanza di qualsiasi direzione preferenziale.

Nel 1948 Bondi e Gold aggiunsero questo principio come parte della loro teoria dello stato stazionario dell'universo, affermando che la densità dell'universo rimane uniforme nonostante la sua espansione continua ed eterna. 

Spiegazione

Il modello stazionario garantisce che l'universo continuerà ad espandersi per sempre, perché ci saranno sempre fonti di materia ed energia che lo mantengono come lo conosciamo attualmente.

In questo modo, i nuovi atomi di idrogeno vengono continuamente creati per formare nebulosi che porteranno finalmente a nuove stelle e galassie. Tutto allo stesso ritmo con cui le vecchie galassie si allontanano fino a diventare non osservabili e le nuove galassie completamente indistinguibili delle più antiche delle galassie più antiche.

Come si sa che l'universo si sta espandendo? Esaminare la luce delle stelle, che sono principalmente composte da idrogeno, che emette linee caratteristiche di emissione elettromagnetica che sono come un'impronta digitale. Questo modello è chiamato spettro Ed è osservato nella figura seguente:

figura 2. Spettro di emissione di idrogeno. La linea rossa corrisponde alla lunghezza d'onda di 656 nm.

Le galassie sono costituite da stelle i cui spettri sono uguali agli atomi nei nostri laboratori, ad eccezione di una piccola differenza: sono spostate verso lunghezze d'onda più elevate, cioè verso il rosso a causa dell'effetto Doppler, che è un segnale inequivocabile di una lontananza. 

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La maggior parte delle galassie presenta questo spostamento verso il rosso nei loro spettri. Solo pochi nel vicino "Galaxies Group locale" presentano uno spostamento verso il blu.

Uno di questi è la galassia Andromeda, che si sta avvicinando e con cui possibilmente, all'interno di molti eoni, la Via Lattea si fonderà, la nostra galassia

La partenza delle galassie e la legge di Hubble

Una caratteristica dello spettro dell'idrogeno è quella che è 656 nanometri (NM). Alla luce di una galassia, quella stessa linea è passata a 660 nm. Pertanto ha uno spostamento rosso di 660 - 656 nm = 4 nm.

D'altra parte, il quoziente tra la lunghezza d'onda e la lunghezza d'onda a riposo è uguale al quoziente tra la velocità della galassia v e la velocità della luce (c = 300.000 km/s):

Δλ/λo = V/C

Con questi dati:

4/656 = v/c = 0.006

v = 0.006C

Cioè, questa galassia si allontana a 0.006 volte la velocità della luce: circa 1800 km/s. La legge di Hubble stabilisce che la distanza di una galassia D è proporzionale alla velocità v con cui si allontana:

d ∝ v

La costante di proporzionalità è l'inverso della costante di Hubble, indicato come Ho, il cui valore è:

Ho = 73,5 km /s /mega parsec.

Ciò significa che la galassia dell'esempio è a distanza da:

d = (1/ ho) v =1800/73,5 mega parsec = 24,5 mega parsec = 80 milioni di anni. 

Presente

Finora, il modello cosmologico più accettato rimane la teoria del big bang. Tuttavia, alcuni autori continuano a formulare teorie al di fuori di esso e a sostenere la teoria dello stato stazionario.

Ricercatori a favore della teoria dello stato stazionario

L'astrofisico indù Jayant Narlikar, che ha lavorato in collaborazione con uno dei creatori della teoria dello stato stazionario, ha pubblicato pubblicazioni relativamente recenti a sostegno del modello stazionario.

Esempio di loro: "Creazione di anomali rossi e rossi e" teorie di assorbimento delle radiazioni negli universi in espansione ", entrambe pubblicate nel 2002. Queste opere cercano spiegazioni alternative al Big Bang per spiegare l'espansione dell'universo e del Microwave Fund. 

L'astrofisico e inventore svedese Johan Mostreliez è un altro dei difensori contemporanei della teoria dello stato stazionario, per proposta di espansione cosmica su scala.

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L'Accademia delle scienze della Russia, in riconoscimento delle sue opere, ha pubblicato una monografia dei suoi contributi in astrofisica nel 2015.

Radiazione di sfondo cosmico

Nel 1965 due ingegneri di laboratorio telefonico Bell: a. Penzias e r. Wilson ha scoperto una radiazione di fondo che non poteva eliminare dalle loro antenne direzionali a microonde.

La cosa più curiosa è che non sono riusciti a identificarne una fonte. La radiazione è rimasta identica in qualsiasi direzione a cui hanno diretto l'antenna. Dallo spettro delle radiazioni, gli ingegneri hanno determinato che la loro temperatura era 3.5 k.

Vicino a loro e basato sul modello Big Bang, un altro gruppo di scienziati, questa volta astrofisici, prevedeva una radiazione cosmica della stessa temperatura: 3.5 k.

Entrambe le squadre hanno raggiunto la stessa conclusione in modo completamente diverso e indipendente, senza conoscere il lavoro dell'altro. Per coincidenza, le due opere sono state pubblicate nella stessa data e nella stessa rivista.

L'esistenza di questa radiazione, chiamata Radiazione di sfondo cosmico, È l'argomento più forte contro la teoria stazionaria, perché non c'è modo di spiegarlo a meno che non siano i resti della radiazione del big bang. 

Tuttavia, i difensori si sono affrettati a proporre l'esistenza di fonti di radiazioni sparse in tutto l'universo, che hanno disperso le loro radiazioni con la polvere cosmica, sebbene finora non ci sono prove che queste fonti esistano davvero.

Argomenti a favore

All'epoca era proposto e con le osservazioni disponibili, la teoria dello stato stazionario era una delle più accettate da fisici e cosmologi. A quel punto -mediato dal ventesimo secolo -non c'era alcuna differenza tra l'universo più vicino e distante. 

Le prime stime basate sulla teoria del Big Bang hanno frequentato l'universo in circa 2 miliardi di anni, ma a quel tempo si sapeva che il sistema solare aveva già 5 miliardi di anni e la Via Lattea tra 10 e 12 miliardi di anni. 

Questo calcolo sbagliato è diventato un punto a favore della teoria dello stato stazionario, poiché ovviamente l'universo non avrebbe potuto iniziare dopo la Via Lattea o il sistema solare.

Calcoli attuali basati sulla stima del big bang l'età dell'universo in 137 miliardi di anni e ad oggi non ci sono stati oggetti nell'universo prima di questa età.

Argomenti contrari

Tra il 1950 e il 1960 furono scoperte brillanti fonti di radiofrequenza: quasar e galassie radiofoniche. Questi oggetti cosmici hanno trovato solo grandi distanze, il che equivale a dire nel passato lontano.

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Sotto i locali del modello di stato stazionario, queste intense fonti di radiofrequenza dovrebbero essere distribuite in modo più o meno uniforme nel corso dell'universo attuale e passato, tuttavia le prove mostrano diversamente. 

D'altra parte, il modello Big Bang è più concreto con questa osservazione, poiché quasar e radiogalassie avrebbero potuto essere addestrati in fasi dense e calde dell'universo, quindi diventando galassie.

Le opinioni dell'universo

Panorama lontano

La fotografia della Figura 1 è l'immagine del campo profondo profondo catturato dal telescopio spaziale Hubble tra il 2003 e il 2004.

Corrisponde a una frazione molto piccola di meno di 0,1º del cielo meridionale nella costellazione Fornax, Lontano dal bagliore della Via Lattea, in un'area in cui i telescopi normali non catturano nulla. 

Nella fotografia puoi vedere galassie a spirale simili alle nostre e ai nostri vicini vicini. La fotografia mostra anche galassie rosse diffuse, in cui è cessata la formazione di stelle, così come i punti che sono galassie ancora più distanti nello spazio e nel tempo.

Si stima che l'universo abbia un'età di 13 anni.700 milioni di anni e la fotografia sul campo profondo mostra galassie a 13 anni.200 milioni di anni. Prima di Hubble, le galassie più veloci osservate erano di 7000 milioni di anni e il panorama era simile a quello mostrato nella fotografia di campo profondo.

L'immagine dello spazio profondo non solo mostra l'universo distante, ma mostra anche l'ultimo universo, perché i fotoni che sono serviti a costruire l'immagine hanno 13.200 milioni di anni. È quindi l'immagine di una parte dell'universo primitivo.

Panorama vicino e intermedio

Il gruppo Galaxies locale contiene la Via Lattea e i vicini Andromeda, Galassia del Triangolo e circa trenta, meno di 5.2 milioni di anni luce.

Ciò significa una distanza e un tempo duemila cinquecento volte meno delle galassie del campo profondo. Tuttavia, l'aspetto dell'universo e la forma delle sue galassie sembrano simili all'universo lontano e più vecchio.

Figura 3: Galaxies Hickson-44 Galaxies nella costellazione di Leo a 60 milioni di anni luce. (Crediti: Masil Imaging Team)

La Figura 2 è un campione dell'intervallo intermedio dell'universo esplorato. Questo è il gruppo Galaxias Hickson-44 60 milioni di anni luce nella costellazione di Leo.

Come si può vedere, l'aspetto dell'universo a distanza e tempi intermedi è simile a quello dell'universo profondo 220 volte più lontano e a quello del gruppo locale, cinque volte più vicino.

Questo porta a pensare che la teoria dello stato stazionario dell'universo abbia almeno fondamenta osservazionali, dal momento che il panorama dell'universo su diverse scale spazio-temporali sia molto simile.

In futuro è possibile creare una nuova teoria cosmologica con gli aspetti di maggior successo sia della teoria dello stato stazionario sia di quello del Big Bang.

Riferimenti

1. Bang - Crunch - Bang. Recuperato da: fqxi.org
2. Enciclopedia online Britannica. Teoria dello stato stazionario. Recuperato da: Britannica.com
3. Neofronteras. Modello di stato stazionario. Estratto da: Neofronteras.com
4. Wikipedia. Teoria dello stato stazionario. Recuperato da: Wikipedia.com
5. Wikipedia. Principio cosmologico. Recuperato da: Wikipedia.com