Teoria unui univers staționar

Teoria stării de echilibru , teoria Universului Infinit sau creația continuă este un model cosmologic  dezvoltat din 1948 de Fred Hoyle , Thomas Gold , Herman Bondi și alții ca alternativă la teoria Big Bang . Conform acestui model, pe măsură ce Universul se extinde, între galaxiile în expansiune se creează în mod constant materie nouă și astfel principiul cosmologic este observat nu numai în spațiu, ci și în timp.

Modelul a avut destul de mult sprijin în rândul cosmologilor în anii 1950 și 1960, dar descoperirea CMB și-a redus drastic susținătorii la sfârșitul anilor 1960. Acum practic nu există susținători ai acestei teorii. .

Pe de altă parte, CMB poate fi zgomotul mediu al Universului staționar. Motivul pentru care vedem doar galaxii tinere în depărtare este o consecință a Legii Hubble : galaxiile mai îndepărtate au reușit să zboare dincolo de orizontul evenimentelor (~ 13,7 miliarde de ani lumină) în tinerețe, așa că nu sunt vizibile.

Calcule

Densitatea spațiului intergalactic este de 10 3 atomi/m 3 .

Raza sferei pe care obiectele se îndepărtează de noi cu viteza luminii (conform legii lui Hubble ) este de 13,7 miliarde de ani lumină, adică. 13,7 * 10 9 * 9 460 730 472 580 800 \u003d 129 612 007 474 356 960 000 000 000 metri.

Volumul interiorului acestei sfere este 4/3⋅π⋅ ( 129.612.007.474.356.960.000.000.000 ) 3 = 9,1206191406528514191339613679394141367939413679394181367961367939414136793941367193416713941671394141

Numărul total de atomi din spațiul intergalactic (dacă neglijăm galaxiile) este: 9,121⋅10 78 ⋅10 3 = 9,121⋅10 81 atomi. Acest număr este foarte asemănător cu numărul de atomi din partea observabilă a Universului calculat într-un mod diferit (de la 4⋅10 79 la 10 81 ).

În acest caz, aproximativ 4π⋅(129 612 007 474 356 960 000 000 000) 2 ⋅ 300 000 000 10 3 = 6,333 10 64 de atomi ar trebui să depășească orizontul razei a doua a sferei (sfera 1) .

Conform acestei teorii, același număr de atomi (hidrogen, deoarece alți atomi sunt de obicei sintetizați în interiorul stelelor) ar trebui să iasă din vid din interiorul sferei în fiecare secundă. Atunci obținem că în 1 m 3 un atom de hidrogen va apărea în medie la fiecare 9,121⋅10 78 / (6,333⋅10 64 ) = 1,440⋅10 14 secunde sau aproape 4.566.372 de ani. Dacă apariția unui proton și a unui electron este la fel de probabilă, atunci oricare dintre aceste particule va apărea în medie la fiecare 2.283.186 de ani.

Formula generală pentru valoarea numerică a timpului pentru 1 m 3 sau a volumului pentru 1 atom pe secundă: S=R/(3ρc), unde R este distanța până la orizontul evenimentelor, ρ este densitatea medie a atomilor din Univers, c este viteza luminii, valori în SI . Dacă teoria este corectă, atunci ca o consecință a acestor calcule obținem că într-un volum de 7,20⋅10 13 m 3 1 electron sau proton ar trebui să apară în fiecare secundă. Acest volum corespunde unei sfere cu raza de 25.808 m sau unui cub cu latura de 41.602 m.

Astfel, de exemplu, în interiorul Pământului (volum 1,08321⋅10 21 m 3 ) 1,504⋅10 7 protoni și electroni combinați apar în fiecare secundă. Aceasta corespunde unei mase de 1,259⋅10 -20 kg/s sau 3,971⋅10 -13 kg/an sau 1 kg la fiecare 2.518.569.291.820 de ani sau 1803 mg de la formarea Pământului.

Notă.

Calculele pot fi efectuate cu alte date:

luați raza sferei în funcție de volumul lui Hubble : 13,8 miliarde de ani lumină (și nu 13,7);

densitatea barionilor (protoni și neutroni) poate fi luată egală cu cel puțin 0,25 ⋅ m -3 maxim 0,5 ⋅ m -3 conform prelegerii [1] . Deoarece nu există date despre numărul de neutroni, este imposibil să se obțină valoarea exactă a protonilor și electronilor din aceste date. Dar, deoarece hidrogenul reprezintă o parte semnificativă a substanței, ar trebui să se încline aproape de 0,25 atomi/m 3 . Pentru aceste date, obținem timpul pentru apariția unui electron sau proton în 1 m 3 este S/2 = 290129067825811200 s sau 9,2⋅10 9 ani.

Un alt exemplu: timpul necesar pentru ca o stea suplimentară să se formeze în Calea Lactee (în medie). Calea Lactee are forma unui disc circular cu un diametru de 100.000 de ani lumină și o grosime de 1.000 de ani lumină. Prin urmare, volumul său este 6,6506 ⋅ 10 60 m 3 . În consecință, 4,6185 ⋅ 10 46 atomi de hidrogen apar în el în medie în fiecare secundă . Dacă masa unei pitice roșii medii (cel mai comun tip de stele) este luată ca 0,20 M ☉, atunci masa ei va fi 0,20 ⋅ 1,9885 ⋅ 10 30 kg = 3,9770 ⋅ 10 29 kg sau 2,3814 ⋅ 56 atomi 10 hidrogen. Apoi obținem că, în medie, formarea unei noi stele (pitică roșie) durează (2,3814 ⋅ 10 56 )/(4,6185 ⋅ 10 46 ) s = 5,1562 ⋅ 10 9 s sau aproximativ 163 de ani.

Experimente pentru a testa ipoteza

Experiența #1

Pe baza calculelor de mai sus, se poate face un experiment simplu: selectați un volum plin cu detectoare sensibile (cum ar fi buncărele subterane care detectează neutrini) și verificați dacă electroni și protoni „în plus” (sau atomi de hidrogen, dacă volumul este umplut cu o reacție). care nu intră în hidrogen, de exemplu) va apărea , apă. Apoi hidrogenul, ca un gaz ușor, se va colecta într-o bule în partea de sus dacă forma vasului este, de exemplu, o formă de con).

Experiența #2

Luați un vas de volum mare sub forma unui paralelipiped care este impenetrabil din exterior pentru radiații, atomi, electroni individuali și protoni. Creați un vid în interiorul acestuia. Detectoarele pentru ciocniri cu electronii, respectiv cu protonii, sunt fixate pe doi pereți opuși ai paralelipipedului. Apoi, în spatele paralelipipedului, este necesar să se creeze o intensitate puternică a câmpului electromagnetic, astfel încât protonii care apar (conform teoriei) să se deplaseze pe un perete, iar electronii pe celălalt. Apoi, numărați câți electroni și protoni (într-o perioadă scurtă de timp după începerea experimentului) se ciocnesc cu detectorii corespunzători. Acest experiment, ca și primul, poate fi efectuat și la adâncime sub suprafața Pământului. Singura dificultate: mult timp cu un volum mic (vezi partea pentru cub de mai sus), dar dacă întindeți experimentul timp de 1 an pentru a fixa 1 particulă pe lună, atunci un cub cu o latură de 302 metri va fi suficient.

Vezi și

• lumină obosită

Note

1. ↑ Valery Rubakov: „De unde a venit substanța din Univers?” 1:32  (rusă)  ? . Preluat la 10 iunie 2021. Arhivat din original la 10 iunie 2021.  (nedefinit)

Literatură

• 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: O viață în știință . - Aurum Press , 2005. - ISBN 978-1-85410-961-3 .
• Narlikar, Jayant. Fapte și speculații în cosmologie / Jayant Narlikar, Geoffrey Burbidge. - Cambridge University Press , 2008. - ISBN 978-0521865043 .

Dicționare și enciclopedii	Mare catalană Mare norvegian Britannica (online) Britannica (online) Universalis