稳态理论 - Wikiwand
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稳态理论

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稳态理论(英语:Steady State Theory),又译为稳恒态理论恒稳状态学说,是物理宇宙学中的一个宇宙模型假说。稳态理论假设,随着宇宙扩张,新的物质会不断产生,使宇宙符合完美宇宙学原理(Perfect Cosmological Principle)。

稳态理论与大爆炸理论同时出现,在20世纪前半获得不少物理学家的支持。在1960年代后,随着越来越多的天文学与物理学证据支持大爆炸理论,认为宇宙的年龄有限,现今稳态理论已被视为是过时的假说。

历史

根据广义相对论的计算,宇宙为动态,其解可能是扩张或缩小的,爱因斯坦加入宇宙学常数,使宇宙保持静态。1922年,物理学家亚历山大·弗里德曼提出弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规。1924年,再度提出弗里德曼方程,根据广义相对论,提出宇宙正在扩张中的见解。1929年,在哈伯定律提出后,根据红移现象,科学家认为宇宙正在扩张中,爱因斯坦因此抛弃了宇宙学常数与静态宇宙模型。

1927年,乔治·勒梅特提出广义相对论的一个解,建立弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规。在1932年,提出宇宙可能源自于单一原子的爆炸,之后一直扩张。第二次世界大战结束之后,根据乔治·勒梅特的想法,乔治·伽莫夫提出太初核合成假说。拉尔夫·阿尔菲罗伯特·赫尔曼根据乔治·伽莫夫的理论,预言了宇宙微波背景辐射的存在。这派的见解,后来被统称为大爆炸理论。

物理学家詹姆士·金斯在1920年代提出另一个概念,认为假设宇宙中不断产生新物质,在符合哈伯定律与广义相对论的前提下,宇宙仍然可能保持稳定。1948年,物理学家弗雷德·霍伊尔汤马士·戈尔德赫尔曼·邦迪(Hermann Bondi)等人,重新审视詹姆士·金斯的想法,正式提出稳态理论,以对抗大爆炸理论。稳态理论认为,虽然宇宙正在扩张中,但是从长远的时间来看,它仍然是静止的,仍然符合完美宇宙原则,没有开始或结束。

1960年代开始,类星体电波星系的发现,显示了稳态理论的缺陷。根据大爆炸理论,这类星体只会存在于远方,但是根据稳态理论,这类星体应该会平均存在于宇宙各处。观测的结果,不支持稳态理论的预测,在此之后,物理学界开始倒向于大爆炸理论。1965年,宇宙微波背景辐射的发现,让主流物理学界广泛接受大爆炸理论对宇宙的描述比稳态理论正确。稳态理论认为宇宙背景辐射起源自古代星辰,散布在宇宙各地。但是科学家发现宇宙背景辐射在各个方向都是平均的,因此很难认定它源自于几个不同的起源地。宇宙背景辐射没有出现极化,不符合稳态理论的散布假说。包括史蒂文·温伯格史蒂芬·霍金等人皆认为这证明了稳态理论是错误的。

2014年3月17日,哈佛-史密松天体物理中心的天文学家宣布利用BICEP2探测器在宇宙微波背景中观测到重力波的效应,一经证实,这将成为宇宙暴胀大爆炸理论的强烈证据。理论物理学家Adam Falkowski已经发现了BICEP分析中的一个潜在问题:要研究宇宙微波背景辐射,必须要先清除前景辐射。[1]

参考文献

  1. ^ http://resonaances.blogspot.se/2014/05/is-bicep-wrong.html?m=1

注释

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