Teorie stacionárního vesmíru

Teorie ustáleného stavu , teorie nekonečného vesmíru nebo spojité stvoření je kosmologický  model vyvinutý od roku 1948 Fredem Hoylem , Thomasem Goldem , Hermanem Bondim a dalšími jako alternativa k teorii velkého třesku . Podle tohoto modelu se při rozpínání Vesmíru mezi rozpínajícími se galaxiemi neustále vytváří nová hmota a tím je pozorován kosmologický princip nejen v prostoru, ale i v čase.

Model měl mezi kosmology v 50. a 60. letech poměrně velkou podporu, ale objev CMB koncem 60. let drasticky omezil jeho příznivce. Nyní prakticky neexistují žádní zastánci této teorie. .

Na druhou stranu, CMB může být průměrný hluk stacionárního vesmíru. Důvod, proč v dálce vidíme pouze mladé galaxie, je důsledkem Hubbleova zákona : vzdálenějším galaxiím se v mládí podařilo proletět za horizont událostí (~ 13,7 miliard světelných let), takže nejsou vidět.

Výpočty

Hustota mezigalaktického prostoru je 10 3 atomů/m 3 .

Poloměr koule, na které se od nás předměty vzdalují rychlostí světla (podle Hubbleova zákona ) je 13,7 miliardy světelných let, tzn. 13,7 * 10 9 * 9 460 730 472 580 800 \u003d 129 612 007 474 356 960 000 000 000 metrů.

Objem vnitřku této koule je 4/3⋅π⋅( 129,612,007,474,356,960,000,000,000 ) 3 = 9,1206191406528514191339613677963329⋅241,41 m2

Celkový počet atomů v mezigalaktickém prostoru (pokud zanedbáme galaxie) je: 9,121⋅10 78 ⋅10 3 = 9,121⋅10 81 atomů. Toto číslo je velmi podobné počtu atomů v pozorovatelné části vesmíru vypočítanému jiným způsobem (od 4⋅10 79 do 10 81 ).

V tomto případě by přibližně 4π⋅(129 612 007 474 356 960 000 000 000) 2 ⋅ 300 000 000 10 3 = 6,333 10 64 atomů mělo jít za horizont událostí (poloměr 1 druhé sféry) .

Podle této teorie by se z vakua uvnitř koule měl každou sekundu vynořit stejný počet atomů (vodík, protože jiné atomy se obvykle syntetizují uvnitř hvězd). Pak dostaneme, že v 1 m 3 se atom vodíku objeví v průměru každých 9,121⋅10 78 / (6,333⋅10 64 ) = 1,440⋅10 14 sekund nebo téměř 4 566 372 let. Pokud je výskyt protonu a elektronu stejně pravděpodobný, pak se některá z těchto částic objeví v průměru každých 2 283 186 let.

Obecný vzorec pro číselnou hodnotu času pro 1 m 3 nebo objem pro 1 atom za sekundu: S=R/(3ρc), kde R je vzdálenost k horizontu událostí, ρ je průměrná hustota atomů ve Vesmíru, c je rychlost světla, hodnoty v SI. Pokud je teorie správná, pak v důsledku těchto výpočtů dostaneme, že v objemu 7,20⋅10 13 m 3 by se měl každou sekundu objevit 1 elektron nebo proton. Tento objem odpovídá kouli o poloměru 25 808 m nebo krychli o straně 41 602 m.

Tak například uvnitř Země (objem 1,08321⋅10 21 m 3 ) se každou sekundu objeví dohromady 1,504⋅10 7 protonů a elektronů. To odpovídá hmotnosti 1,259⋅10 -20 kg/s nebo 3,971⋅10 -13 kg/rok nebo 1 kg každých 2 518 569 291 820 let nebo 1 803 mg od vzniku Země.

Poznámka.

Výpočty lze provádět s dalšími údaji:

vezměte poloměr koule podle objemu HST : 13,8 miliardy světelných let (a ne 13,7);

hustotu baryonů (protonů a neutronů) lze brát rovnou minimálně 0,25 ⋅ m -3 maximálně 0,5 ⋅ m -3 dle přednášky [1] . Protože neexistují žádné údaje o počtu neutronů, není možné z těchto údajů získat přesnou hodnotu protonů a elektronů. Ale protože vodík tvoří významnou část látky, měli bychom se naklonit blízko 0,25 atomu/m 3 . Pro tyto údaje získáme čas výskytu 1 elektronu nebo protonu na 1 m 3 S/2 = 290129067825811200 s nebo 9,2⋅10 9 let.

Další příklad: čas, který trvá, než se v Mléčné dráze vytvoří další hvězda (v průměru). Mléčná dráha má tvar kruhového disku o průměru 100 000 světelných let a tloušťce 1 000 světelných let. Jeho objem je tedy 6,6506 ⋅ 10 60 m 3 . V důsledku toho se v něm průměrně každou sekundu objeví 4,6185 ⋅ 10 46 atomů vodíku . Pokud je hmotnost průměrného červeného trpaslíka (nejběžnější typ hvězdy) brána jako 0,20 M ☉, pak jeho hmotnost bude 0,20 ⋅ 1,9885 ⋅ 10 30 kg = 3,9770 ⋅ 10 29 kg nebo 2,3814 ⋅ atom vodíku Pak dostaneme, že v průměru trvá vznik nové hvězdy (červeného trpaslíka) (2,3814 ⋅ 10 56 )/(4,6185 ⋅ 10 46 ) s = 5,1562 ⋅ 10 9 s neboli přibližně 163 let.

Experimenty k testování hypotézy

Zkušenost #1

Na základě výše uvedených výpočtů lze provést jednoduchý experiment: vyberte objem naplněný citlivými detektory (jako jsou podzemní bunkry, které detekují neutrina) a zkontrolujte, zda „extra“ elektrony a protony (nebo atomy vodíku, pokud je objem naplněn reakcí). že nevstupuje do vodíku, např.) se objeví , voda. Potom se vodík jako lehký plyn shromažďuje v bublině nahoře, pokud je tvar nádoby např. kuželovitý).

Zkušenost #2

Vezměte nádobu velkého objemu ve formě rovnoběžnostěnu, který je zvenčí neprostupný pro záření, atomy, jednotlivé elektrony a protony. Vytvořte v něm vakuum. Detektory srážek s elektrony a protony jsou upevněny na dvou protilehlých stěnách rovnoběžnostěnu. Poté je za rovnoběžnostěnem nutné vytvořit silné elektromagnetické pole, aby se objevující se protony (podle teorie) přesunuly k jedné stěně a elektrony ke druhé. Dále spočítejte, kolik elektronů a protonů (v krátké době po začátku experimentu) se srazí s odpovídajícími detektory. Tento experiment, stejně jako ten první, lze provést i hluboko pod povrchem Země. Jediný problém: dlouhá doba s malým objemem (viz strana krychle výše), ale pokud experiment natáhnete na 1 rok, abyste zafixovali 1 částici za měsíc, pak bude krychle o straně 302 metrů dost.

Viz také

• unavené světlo

Poznámky

1. ↑ Valerij Rubakov: "Odkud se vzala látka ve vesmíru?" 1:32  (ruština)  ? . Získáno 10. června 2021. Archivováno z originálu dne 10. června 2021.  (neurčitý)

Literatura

• Hoyle, F. Jiný přístup ke kosmologii / F. Hoyle, G. Burbidge, JV Narlikar. - Cambridge University Press , 2000. - ISBN 978-0-521-66223-9 .
• Mitton, S. Konflikt v kosmu: Fred Hoyleův život ve vědě. - Joseph Henry Press , 2005. - ISBN 978-0-309-09313-2 .
• Mitton, S. Fred Hoyle: Život ve vědě . - Aurum Press , 2005. - ISBN 978-1-85410-961-3 .
• Narlikar, Jayant. Fakta a spekulace v kosmologii / Jayant Narlikar, Geoffrey Burbidge. - Cambridge University Press , 2008. - ISBN 978-0521865043 .

Slovníky a encyklopedie	Velká Katalánština Skvělý norský Britannica (online) Britannica (online) Universalis