Histoire de la théorie de l'état stationnaire, explication, courant

La Théorie de l'état stationnaire C'est un modèle cosmologique dans lequel l'univers a toujours la même apparence, quel que soit le lieu ou le moment où il est observé.  Cela signifie que même dans les endroits les plus reculés de l'univers, il y a des planètes, des étoiles, des galaxies et des nébuleuses faites avec les mêmes éléments que nous connaissons et dans la même proportion, malgré le fait que c'est un fait que l'univers se développe.

Pour cette raison, la densité de l'univers est estimée qu'elle diminue dans la masse d'un proton par kilomètre cube et par an. Pour compenser cela, la théorie de l'état stationnaire postule l'existence d'une production continue de la matière.

Figure 1: Image du champ profond Fin par le télescope spatial Hubble à 13.2 milliards d'années-lumière. (Crédits: NASA; ESA; G. Illingworth, D. Magee et P. Oesch, Université de Californie, Santa Cruz; R. Bouwens, Université Leiden; et l'équipe HUDF09)

Il indique également que l'univers a toujours existé et continuera d'exister pour toujours, bien que comme dit précédemment, il ne nie pas son expansion, ni la séparation conséquente des galaxies, rendu entièrement confirmé par la science.

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Histoire

La théorie de l'état stationnaire a été proposée en 1946 par l'astronome Fred Hoyle, le mathématicien et cosmologue Hermann Bondi et l'astrophysicien Thomas Gold, d'une idée inspirée par le film d'horreur Mort de nuit de 1945.

Auparavant, Albert Einstein avait formulé un principe cosmologique dans lequel il affirme que l'univers doit être "invariant sous des traductions spatiales et temporelles et de faibles rotations". En d'autres termes: il doit être homogène et manquer de direction préférentielle.

En 1948, Bondi et Gold ont ajouté ce principe dans le cadre de leur théorie de l'état d'équilibre de l'univers, déclarant que la densité de l'univers reste uniforme malgré son expansion continue et éternelle. 

Explication

Le modèle stationnaire garantit que l'univers continuera à se développer pour toujours, car il y aura toujours des sources de matière et d'énergie qui le maintiendront comme nous le savons actuellement.

De cette façon, de nouveaux atomes d'hydrogène sont continuellement créés pour former des nébuleux qui conduiront enfin à de nouvelles étoiles et galaxies. Le tout au même rythme avec lequel les vieilles galaxies s'éloignent jusqu'à ce qu'elles deviennent inobservables et les nouvelles galaxies complètement indiscernables des plus anciennes des plus anciennes galaxies.

Comment sait-il que l'univers se développe? Examinant la lumière des étoiles, qui sont principalement composées d'hydrogène, qui émet des lignes d'émission électromagnétiques caractéristiques qui sont comme une empreinte digitale. Ce modèle est appelé spectre Et il est observé dans la figure suivante:

Figure 2. Spectre d'émission d'hydrogène. La ligne rouge correspond à la longueur d'onde de 656 nm.

Les galaxies sont composées d'étoiles dont les spectres sont les mêmes que les atomes dans nos laboratoires, à l'exception d'une petite différence: ils sont déplacés vers des longueurs d'onde plus élevées, c'est-à-dire vers le rouge en raison de l'effet Doppler, qui est un signal sans équivoque d'une éloignement. 

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La plupart des galaxies présentent ce déplacement vers le rouge dans leurs spectres. Juste quelques-uns dans le "groupe de galaxies locales" à proximité "présentent un changement vers le bleu.

L'un d'eux est la galaxie d'Andromeda, qui approche et avec laquelle éventuellement, dans de nombreux éons, la Voie lactée fusionnera, notre propre galaxie

Le départ des galaxies et de la loi Hubble

Une caractéristique du spectre d'hydrogène est celle qui est 656 nanomètres (nm). À la lumière d'une galaxie, cette même ligne s'est déplacée à 660 nm. Par conséquent, il a un déplacement rouge de 660 - 656 nm = 4 nm.

D'un autre côté, le quotient entre la longueur d'onde et la longueur d'onde au repos est égal au quotient entre la vitesse de la galaxie V et la vitesse de la lumière (c = 300.000 km / s):

Δλ / λo = v / c

Avec ces données:

4/656 = v / c = 0.006

v = 0.006c

C'est-à-dire que cette galaxie s'éloigne à 0.006 fois la vitesse de la lumière: environ 1800 km / s. La loi de Hubble établit que la distance d'une galaxie d est proportionnel à la vitesse V avec lequel il s'éloigne:

D ∝ V

La constante de proportionnalité est l'inverse de la constante de Hubble Ho, dont la valeur est:

Ho = 73,5 km / s / méga parsec.

Cela signifie que la galaxie de l'exemple est à distance de:

d = (1 / ho) v =1800 / 73,5 méga parsec = 24,5 méga parsec = 80 millions d'années. 

Cadeau

Jusqu'à présent, le modèle cosmologique le plus accepté reste la théorie du Big Bang. Cependant, certains auteurs continuent de formuler des théories à l'extérieur et soutiennent la théorie de l'état d'équilibre.

Chercheurs en faveur de la théorie de l'état stationnaire

Astrophysique hindou Jayant Narlikar, qui a travaillé en collaboration avec l'un des créateurs de la théorie de l'État stationnaire, a fait des publications relativement récentes à l'appui du modèle stationnaire.

Exemple d'entre eux: "Création de théories anormales rouges et rouges et" Les théories d'absorption des radiations dans les univers en expansion ", tous deux publiés en 2002. Ces œuvres recherchent des explications alternatives au Big Bang pour expliquer l'expansion de l'univers et du Fonds micro-ondes. 

L'astrophysicien et inventeur suédois Johan Mostreliez est un autre des défenseurs contemporains de la théorie de l'état stationnaire, par proposition de l'expansion cosmique à l'échelle, une alternative de théorie non conventionnelle au Big Bang.

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L'Académie des sciences de la Russie, en reconnaissance de ses œuvres, a publié une monographie de ses contributions en astrophysique en 2015.

Rayonnement de fond cosmique

En 1965, deux ingénieurs de laboratoire téléphonique Bell: A. Penzias et R. Wilson a découvert un rayonnement de fond qui ne pouvait pas éliminer de leurs antennes directionnelles au micro-ondes.

La chose la plus curieuse est qu'ils n'ont pas identifié une source d'entre eux. Le rayonnement est resté identique dans n'importe quelle direction dans laquelle ils ont dirigé l'antenne. Depuis le spectre de rayonnement, les ingénieurs ont déterminé que leur température était de 3.5 K.

Près d'eux et basé sur le modèle Big Bang, un autre groupe de scientifiques, cette fois les astrophysiciens, ont prédit un rayonnement cosmique de la même température: 3.5 K.

Les deux équipes sont parvenues à la même conclusion d'une manière complètement différente et indépendante, sans connaître le travail de l'autre. Par coïncidence, les deux œuvres ont été publiées à la même date et dans le même magazine.

L'existence de ce rayonnement, appelé Rayonnement de fond cosmique, C'est l'argument le plus fort contre la théorie stationnaire, car il n'y a aucun moyen de l'expliquer à moins que ce ne soit les restes du rayonnement du Big Bang. 

Cependant, les défenseurs se sont précipités pour proposer l'existence de sources de rayonnement dispersées dans l'univers, ce qui a dispersé leur rayonnement avec la poussière cosmique, bien qu'il n'y ait jusqu'à présent aucune preuve que ces sources existent vraiment.

Arguments en faveur

Au moment où il a été proposé et avec les observations disponibles, la théorie de l'état d'équilibre a été l'une des plus acceptées par les physiciens et les cosmologues. À ce moment-là, médié par le XXe siècle - il n'y avait pas de différence entre l'univers le plus proche et le plus éloigné. 

Les premières estimations basées sur la théorie du Big Bang datée de l'univers en environ 2 milliards d'années, mais à ce moment-là, on savait que le système solaire avait déjà 5 milliards d'années et la voie lactée entre 10 et 12 milliards d'années. 

Ce mauvais calcul est devenu un point en faveur de la théorie de l'état d'équilibre, car évidemment l'univers n'aurait pas pu commencer après la Voie lactée ou le système solaire.

Les calculs actuels basés sur le Big Bang estimeront l'âge de l'univers en 137 milliards d'années et à ce jour, il n'y a eu aucun objet dans l'univers avant cet âge.

Contre-arguments

Entre 1950 et 1960, de brillantes sources radiofréquences ont été découvertes: quasars et radio galaxies. Ces objets cosmiques n'ont trouvé que de très grandes distances, ce qui équivaut à dire dans le passé lointain.

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Dans les locaux du modèle d'État stationnaire, ces sources de radiofréquence intenses doivent être distribuées plus ou moins uniformément dans l'univers actuel et passé, mais les preuves montrent le contraire. 

D'un autre côté, le modèle Big Bang est plus béton avec cette observation, car les quasars et radiogalaxies auraient pu être formés à des étapes denses et chaudes de l'univers, puis de devenir des galaxies.

Les vues de l'univers

Panorama lointain

La photographie de la figure 1 est l'image du champ profond profond capturé par le télescope spatial Hubble entre 2003 et 2004.

Correspond à une très petite fraction inférieure à 0,1 ° du ciel du sud dans la constellation Fornax, Loin de la lueur de la Voie lactée, dans une zone où les télescopes normaux ne capturent rien. 

Sur la photo, vous pouvez voir des galaxies en spirale similaires aux nôtres et à nos voisins à proximité. La photographie montre également des galaxies rouges diffuses, où la formation des étoiles a cessé, ainsi que des points qui sont des galaxies encore plus éloignées dans l'espace et le temps.

On estime que l'univers a un âge de 13 ans.700 millions d'années et la photographie de terrain profonde montre des galaxies à 13.200 millions d'années. Avant Hubble, les galaxies les plus rapides observées étaient de 7000 millions d'années, et le panorama était similaire à celui montré dans Deep Field Photography.

L'image de l'espace profond montre non seulement l'univers lointain, il montre également le dernier univers, car les photons qui ont servi à construire l'image ont 13.200 millions d'années. C'est donc l'image d'une partie de l'univers primitif.

Panorama proche et intermédiaire

Le groupe des galaxies locales contient la Voie lactée et les voisins Andromeda, galaxie du triangle et environ trente, moins de 5.2 millions d'années-lumière.

Cela signifie une distance et un temps deux mille cinq cents fois moins que les galaxies du champ profond. Cependant, l'apparence de l'univers et la forme de ses galaxies ressemblent à l'univers éloigné et plus ancien.

Figure 3: Groupe Hickson-44 Galaxies dans la constellation de Leo à 60 millions d'années-lumière. (Crédits: Masil Imaging Team)

La figure 2 est un échantillon de la plage intermédiaire de l'univers exploré. Ceci est le groupe Galaxias Hickson-44 60 millions d'années-lumière dans la constellation de Leo.

Comme on peut le voir, l'apparition de l'univers à des distances et des moments intermédiaires est similaire à celui de l'univers profond 220 fois plus loin et à celui du groupe local, cinq fois plus près.

Cela conduit à penser que la théorie de l'état stationnaire de l'univers a au moins une base observationnelle, car le panorama de l'univers à différentes échelles spatiaux-temporelles est très similaire.

À l'avenir, il est possible qu'une nouvelle théorie cosmologique soit créée avec les aspects les plus réussis de la théorie de l'état d'équilibre et de celui du Big Bang.

Les références

1. Bang - Crunch - Bang. Récupéré de: fqxi.org
2. Encyclopédie en ligne de Britannica. Théorie de l'état stationnaire. Récupéré de: Britannica.com
3. Néofronteras. Modèle de statut stationnaire. Récupéré de: Neofronteras.com
4. Wikipédia. Théorie de l'état stationnaire. Récupéré de: Wikipedia.com
5. Wikipédia. Principe cosmologique. Récupéré de: Wikipedia.com