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什麼是穩態理論?概念、完美宇宙學原理以及反駁證據

2024-10-14自然科學279

我們解釋什麼是穩態理論、完美的宇宙學原理以及似乎反駁它的證據。

什麼是穩態理論?概念、完美宇宙學原理以及反駁證據

根據穩態理論,宇宙的性質是恆定的。

什麼是穩態理論?

20世紀中葉,英國物理學家、天文學家詹姆士‧金斯提出了關於宇宙起源的理論,稱為穩態理論、靜止宇宙理論或靜止宇宙模型。

這個理論的基本原理是,宇宙在不斷膨脹過程中所經歷的密度下降,伴隨著新物質以幾乎難以察覺的速度不斷產生(每平方公里宇宙每年產生一個質子)。

這意味著宇宙具有恆定的一般性質,在時間和空間上不變,因此它的起源在過去趨於無限大,並具有指數膨脹率。也就是說,這個理論認為宇宙從來沒有起源,而是一直都是今天這個樣子。

這個公式源自於所謂的完美宇宙學原理:它認為,在足夠大的尺度下,無論我們觀察到什麼點或什麼特定部分,宇宙總是呈現相同的屬性。而且,也來自愛因斯坦廣義相對論的應用。

由 James Jeans 提出後,於 1948 年由 Fred Hoyle(英國)、Thomas Gold(奧地利)和 Hermann-Bondi(奧英混血)等專家進行了審查。今天,它不再被認為是當前的物理模型,而是現代宇宙學歷史的一部分。

另請參閱:量子力學

理論的重要性

什麼是穩態理論?概念、完美宇宙學原理以及反駁證據

詹姆斯·金斯理論是大爆炸理論的主要替代理論。

這個宇宙學模型是大爆炸理論的主要替代理論,它假設在某個初始時刻,宇宙是一個單一粒子,其中存在的一切都被壓縮,並且一切都始於一場巨大的爆炸,它促進了宇宙的膨脹。

儘管平穩模型在當時並不缺乏支持者,甚至當時阿爾伯特愛因斯坦本人也同意它,但今天它被認為被拋棄了。這是因為對遙遠宇宙的最佳觀測表明,它是一個處於變化過程中的地方。例如,只有偏遠地區才有類星體。

事實上,宇宙微背景輻射 (CMB) 於 1964 年被發現並可追溯到大約 137 億年前,這一發現似乎證明了初始爆炸的存在。

靜止宇宙理論的作者

仍有科學家認為靜止宇宙模型有效,反對大爆炸理論。其中主要的一位是 Jayant Narlikar(印度,1938 年),他是印度最著名的天文物理學家之一(也是受歡迎的通俗科幻小說作家)。

他的另一位支持者是理論物理學家和發明家C. Johan Masreliez (瑞典,1939 年),他對 20 世紀 70 年代控制理論的出現做出了重大貢獻,他的著作《宇宙尺度擴展》 (Cosmic Expansion on Scale,1999 年)中闡述了他關於這一問題的理論

澳洲科學家David Crawford在 2010 年提出了一些支持穩態模型的理論。他的理論以及馬斯雷利茲的理論受到了廣泛的批評,特別是因為他假設遙遠恆星發出的變紅是由於所謂的“疲勞光”,而不是來自遠離物體的光。

還有其他值得強調的名字,例如理論物理學家羅傑·彭羅斯(Roger Penrose,英國,1931),他將宇宙微波背景中的某些圓形圖案解釋為不存在大爆炸的證據,但宇宙自始至終都沉浸在連續的循環中億萬年。


標籤: 天文學

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