Anar al contingut

Teoria de l'estat estacionario

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià
En el Big Bang, l'Univers en expansió fa que la matèria es diluïxca en el temps, mentres que en la Teoria de l'Estat Estacionario, la creació contínua de matèria assegura que la densitat permaneixca constant en el temps.

En cosmologia, la teoria de l'estat estacionario és una teoria científica marginal alternativa al Big Bang i l'evolució del univers proposta a mitan de el XX. En el model de l'estat estacionario, la densitat del univers en expansió permaneix sense canvis per una creació contínua de matèria, adherint-se aixina al principi cosmológico perfecte, el qual sosté que per a qualsevol observador, l'univers deu semblar el mateix en qualsevol lloc de l'espai. La versió perfecta d'este principi inclou el temps com a variable per la qual l'univers no solament presenta el mateix aspecte des de qualsevol punt sino també en qualsevol instant de temps, sent les seues propietats generals constants tant en l'espai com en el temps. L'orige de l'univers estacionario es remonta al infinit cap al passat en un ritme d'expansió exponencial. El ritme d'expansió tendix a zero quan el temps tendix a menys infinit.

Des de la década de 1940 fins a la de 1960, la comunitat científica va estar dividida entre partidaris de la teoria del Big Bang i partidaris de la teoria de l'estat estacionario. La teoria d'estat estacionario és actualment rebujada per la majoria dels cosmòlecs, astrofísics i astrònoms.

l'evidencia observacional apunta a una cosmologia de Big Bang en una edat de l'univers finita, que el model d'estat estacionario no prediu.[1][2] Degut a que es necessita poca matèria per a mantindre constant la densitat de l'univers mentres este s'expandix (un protón a l'any en cada km³ de l'univers), esta hipòtesis no s'ha pogut demostrar directament.cita requerida Debido a ello els seus defensors varen formular models cuasi-estacionarios, "en cicles d'expansió i contracció que expliquen l'evolució observada".[3][4]


Hi ha similituts entre la teoria de l'estat estacionario en la teoria d'inflació eterna d'Alan Guth. Abdós models defenen un univers que es reproduïx a sí mateixa, la primera en un "camp C" de creació de matèria que eixercita el paper del camp escalar que impulsa inflació. Hoyle va senyalar que "les equacions rellevants en la teoria de l'inflació són exactament lo mateix que en la seua versió de l'idea de l'Estat Estacionario". Guth va afirmar el seu model "és millor vist com el matrimoni de les millors característiques d'abdós Big Bang i els escenaris d'estat estacionario".[5][6] Mario Livio va descriure l'estat estacionario com "simplement un univers en el que sempre ocorre l'inflació."[7]

Història

[editar | editar còdic]

Autors de el XX

[editar | editar còdic]
Estàtua de Sir Fred Hoyle, defensor de l'estat estacionario, en l'Institut d'Astronomia Teòrica de Cambridge.

L'expansió cosmológica va ser descoberta originalment a través de les investigacions d'Edwin Hubble. Els càlculs teòrics també varen mostrar que l'univers estàtic modelació per Einstein (1917) era inestable. La teoria moderna del Big Bang és aquella en la que l'univers té una edat finita i ha evolucionat en el temps a través del refredat, l'expansió i la formació d'estructures a través del colapse gravitacional. El model d'estat estacionario afirma que encara que l'univers s'expandix, no canvia la seua apariència en el temps (el principi cosmológico perfecte); l'univers no té principi ni fi. William Duncan MacMillan, entre uns atres, havia propost models similars anteriorment.[8]

James Jeans, en la década de 1930, va anar el primer en conjeturar una cosmologia d'estat estacionario basada en una hipotètica creació contínua de matèria en l'univers.[9][10]


L'idea va ser després revisada en 1948 per Fred Hoyle,[11] Thomas Gold i Hermann Bondi.[12] La teoria de l'estat estacionario de Bondi i Gold es va inspirar en l'intriga circular de la película Dead of Night,[13] que havien vist junts. Els càlculs teòrics mostraven que un univers estàtic era impossible en la relativitat general, i de les observacions d'Edwin Hubble havien mostrat que l'univers s'estava expandint. La teoria de l'estat estacionario afirma que encara que l'univers s'està expandint, no obstant, no canvia la seua densitat, per lo que esta permaneix constant a través del temps. Les teories d'estos tres astrofísics critiquen la cosmologia de Friedmann-Lemaître i "varen objectar que les lleis físiques conegudes no podien extrapolarse a l'estat superdenso de l'univers primerenc".[14] La principal diferència de la teoria de Hoyle en les de Golden i Bondi va ser el postulat del principi cosmológico perfecte com un axioma fonamental del com es devien deduir resultats físics.[15] Per a que un univers estacionario concorde en la recessió de les galàxies, es va supondre que la creació contínua de matèria en tot l'univers. "L'idea de la creació contínua de matèria no va ser, de fet, invenció dels teòrics de l'estat estacionario; va ocupar un lloc destacat en la cosmologia de Dirac-Jordan i també ho havia sugerit Reginald Kapp".[16]

Ara se sap que Albert Einstein va considerar un model d'estat estacionario de l'univers en expansió, com s'indica en un manuscrit de 1931, molts anys abans que Hoyle, Bondi i Gold. No obstant, ràpidament va abandonar l'idea.[17][18]


Els problemes en esta teoria varen començar a sorgir a finals dels anys de la década de 1960, quan les evidències observacionals varen escomençar a mostrar que, de fet, l'univers estava canviant: es varen trobar quásars solament a grans distàncies, no en les galàxies més propenques. La prova definitiva va vindre en el descobriment de la radiació de fondo de microones en 1965, puix en un model estacionario, l'univers ha segut sempre igual i no hi ha raó per a que es produïxca una radiació de fondo en característiques tèrmiques. Buscar una explicació requerix l'existència de partícules de llongitut milimétrica en el mig intergaláctico que absorbixca la radiació produïda per fonts galàctiques extremadament lluminoses, una hipòtesis massa forçada.

Autors moderns

[editar | editar còdic]
Jayant Narlikar, astrònom indi oponent del Big Bang.[19]

Un dels astrònoms més destacats que no creuen en la teoria del Big Bang és l'indi Jayant Narlikar,[9] partidari del estat cuasi-estacionario. "El Big Bang té un començ. Pero la resposta simple és que no ho sabem. Cal fer-se a l'idea de que no existia res abans del Big Bang".[19] A pesar del fracàs de la teoria en explicar l'estructura de l'univers els seus proponentes varen utilisar aspectes d'esta per a profundisar en l'orige de la matèria i els elements realisant importants descobriments en el camp de la nucleosíntesis estelar d'elements pesats d'una major valoració suprainterior del coeficient invertit.

Un atre científic que conserva algunes característiques de l'estat estacionario tradicional és C. Johan Masreliez (1999) en el seu Expansió còsmica en escala.[20]


El físic de partícules Alan Guth va escriure en el seu llibre The Inflationary Universe (1997) que en la teoria cosmológica inflacionaria, encara que posseïx un inici temporal, s'assembla a l'antic model d'estat estacionario de l'univers.[21][22]

"A mida que els univers de bojaca viuen les seues vides i tornen a colapsar o disminuir, es generen nous univers per a ocupar el seu lloc. Encara que el destí final del nostre propi univers de bojaca no és més atractiu en l'escenari inflacionario que en una simple teoria del big bang, l'univers en el seu conjunt es regenerarà eternament, produint para sempre nous univers de bojaca. Si be la vida en el nostre univers de bojaca presumiblement s'extinguirà, la vida en l'univers en el seu conjunt prosperarà per l'eternitat."[22]

En 2001, Anthony Aguirre i Steven Gratton varen propondre en «Steady-State Eternal Inflation» la construcció d'un "model viable d'inflació verdaderament eterna en regions similars al big bang incrustades en un context eternament inflado" que evitaria un començ en el temps (vore Teorema de Vora-Guth-Vilenkin).[4] També varen comparar les similituts del univers ecpirótico[23] en l'estat estacionario.[4]

En 2006 uns investigadors de Penn State University dirigits per Abhay Ashtekar varen calcular qué és lo que podria haver passat "abans" del Big Bang usant certs càlculs en gravetat quàntica. Segons estos autors la relativitat general pot usar-se fins a poc despuix del Big Bang, pero es poden fer unes modificacions quàntiques de les equacions d'Einstein d'esta teoria i usar-les per a desenrollar un model que traça una ruta fins a un univers similar al nostre abans del Big Bang. Els resultats varen ser publicats en Physical Review Letters. Segons este model, abans del Big Bang hi havia un univers en contracció en una geometria de l'espai temps similar a la nostra. Les forces gravitatorias haurien prèviament contret eixe univers fins a alcançar el punt en el que les propietats quàntiques de l'espai temps fan que la gravetat es torne repulsiva en lloc d'atractiva, produint una expansió que seria el nostre Big Bang.[24]

En giner de 2007, Peter Lynds va publicar un estudi titulat «On a finite universe with no beginning or end», en el que va presentar un nou model de cosmologia en el qual el temps és cíclico i l'univers es repetix, exactament, un número infinit de voltes. Degut a que és exactament el mateix cicle el que es repetix, no obstant, també pot ser interpretat com que succeïx només una volta en relació en el temps. Lynds afirma que açò resol diversos temes espinosos de la cosmologia.[25][26]


Al començament de 2007 un nou model cosmológico va demostrar que l'univers pot expandir-se i contraure's sense fi, proporcionant un rival a les teories del Big Bang i resolent un espinós problema de la física moderna, d'acort en els físics de l'Universitat de Carolina del Nort en Chapel Hill, fent possible la teoria d'un univers que sempre va existir.[27]

David Crawford, de l'Universitat de Sídney, en la seua Curvature cosmology,[28] va presentar en 2010 algunes teories que podrien respalar el model estacionario.[29]

Wun-Yi Shu, va publicar l'11 de juliol de 2010 un estudi titulat “Cosmological Models with No Big Bang" sobre univers estacionario.[30][31]

Les teories de Masreliez i Crawford són controvertibles, ya que produïxen abdós una llum cansada com a explicació del corriment al roig encara que causen també dilatació del temps. Òbviament, abandonar l'idea del Big Bang és alguna cosa que els cosmòlecs faran solament si hi ha fortes proves en contra.

En novembre de 2010, el físic teòric Roger Penrose va afirmar haver atisbado parts d'un univers abans del Big Bang. Segons Penrose, patrons circulares dins del fondo de microones còsmic sugerixen que l'espai i el temps no varen escomençar a existir en el Big Bang sino que el nostre univers està, de fet, en un cicle continu a lo llarc d'una série de “eones”.[32][33]

En abril de 2011, un estudi publicat en ArXiv.org sosté que, si realment vivim en un univers cíclico, que s'expandix i es contrau periòdicament, llavors alguns forats negres podrien sobreviure d'un rebot a un atre, duent en si una valiosa informació sobre etapes molt anteriors al Big Bang.[34]


En 2012, Abhas Mitra va publicar una nova investigació que tira dubtes sobre algunes de les hipòtesis crucials de la cosmologia estàndar del 'Big Bang'. Va establir que la fase de-Sitter semble parada per a alguns observadors, "lo que a la seua volta implica que la constant cosmológica és en realitat zero".[35][36]

En 2022, Jayant Narlikar, Sisir Roy, Amitabha Ghosh i atres astrònoms i físics varen protestar "contra la censura d'artículs crítics en l'hipòtesis del Big Bang per part del sitie web obert de preimpresión arXiv", afirmant que varen confirmar la periodicitat dels corriment al roig del parell galàxia-quásar que contradiu la teoria del Big Bang.[37]

Formulació matemàtica

[editar | editar còdic]

El model de l'estat estacionario pot ser encabido en el context de la teoria de la relativitat general modelizado un espai-temps de tipo De Sitter, en el que la matèria es mou a lo llarc de geodèsiques temporals. Encara que Bondi i Gold (1948) no varen conseguir formular les equacions d'este model explícitament Pirani (1955) i Hoyle i Narlikar (1964) varen concloure que la mètrica d'este espai-temps és una solució exacta de les equacions de camp d'Einstein sense constant cosmológica en les que ademés de matèria ordinara s'introduïx un camp escalar en densitat d'energia negativa que donaria conte de la creació contínua de matèria necessària per a mantindre l'estat estacionario.

La mètrica d'este espai temps es pot representar com:

A on α>0 dona la velocitat d'expansió i de fet està relacionada en l'invers de la constant de Hubble.

Vore també

[editar | editar còdic]

Referències

[editar | editar còdic]
  1. ↑ «Steady State theory». BBC. «[T]he Steady State theorists' idees llaure largely discredited today...»
  2. ↑ Kragh, Helge (1999). Cosmology and Controversy: The Historical Development of Two Theories of the Universe, Princeton University Press. ISBN 978-0-691-02623-7.
  3. ↑ Observational Cosmology.Volume 51
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 Physical Review D.65(8)
    083507.ISSN 0556-2821.doi:10.1103/PhysRevD.65.083507.Consultat el 2022-02-01.
  5. ↑ «Inflation for Beginners». aether.lbl.gov. Consultat el 2025-01-03.
  6. ↑ «Inflationary Universe». NASA/IPAC Extragalactic Database.
  7. ↑ Mario Livio. «Brilliant Blunders: How the Big Bang Beat Out the Steady State Universe» (en en-us). www.pbs.org. Consultat el 2025-11-14.
  8. ↑ Kragh, Helge. «Steady-State theory and the cosmological controversy», The Oxford handbook of the history of modern cosmology. doi:10.1093/oxfordhb/9780198817666.013.5. «the Chicago astronomer William MacMillan not only assumed that stars and galaxies were distributed uniformly throughout infinite space, he also denied 'that the universe as a whole has ever been or ever will be essentially different from what it is today.'»
  9. ↑ 9,0 9,1 Fred Hoyle, Geoffrey Burbidge i Jayant Narlikar; A Different Approach to Cosmology, Cambridge University Press, 2000, ISBN 0-521-66223-0
  10. ↑ steady-state theory (cosmology). Britannica Online Encyclopedia.
  11. ↑ Hoyle, Fred. “A New Model for the Expanding Universe”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 108. Bibcode: 1948MNRAS.108..372H.
  12. ↑ “The Steady-State Theory of the Expanding Universe” (12 de agost 1948). Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 108. Bibcode: 1948MNRAS.108..252B.
  13. ↑ Smoot, George. Wrinkles in Clave. Harper Perennial: 1993. Pàgina 68.
  14. ↑ Hetherington, Norriss S. (2014-04-08). Encyclopedia of Cosmology (Routledge Revivals): Historical, Philosophical, and Scientific Foundations of Modern Cosmology (en en), Routledge. ISBN 978-1-317-67765-9.
  15. ↑ Kragh (1993). Steady State Theory, CRC Press. doi:10.1201/9781003418047-33/steady-state-theory-helge-kragh. ISBN 978-1-003-41804-7.
  16. ↑ Hetherington, Norriss S. (2014-04-08). Encyclopedia of Cosmology (Routledge Revivals): Historical, Philosophical, and Scientific Foundations of Modern Cosmology (en en), Routledge. ISBN 978-1-317-67765-9.
  17. ↑ “Einstein's lost theory uncovered” (2014). Nature 506 (7489): 418–419. doi:10.1038/506418a. PMID 24572403. Bibcode: 2014Natur.506..418C.
  18. ↑ arXiv:1506.01651 [astre-ph, physics:physics].Consultat el 2022-02-05.
  19. ↑ 19,0 19,1 «I don’t subscriu to the bandwagon idea of Big Bang: Jayant Vishnu Narlikar» (en en). mint. Consultat el 2024-01-20.
  20. ↑ Masreliez C.J.; loca The Scale Expanding Cosmos Theory, Astrophysics & Space Science 266, Issue 3, 399- (1999)
  21. ↑ Guth, Alan (1997-05-08). The Inflationary Universe: The Quest For A New Theory Of Cosmic Origins (en en), Basic Books. ISBN 978-0-201-14942-5.
  22. ↑ 22,0 22,1 «"A New Theory of Cosmic Origins" by I. M. Oderberg (review of "The Inflationary Universe" by Alan H. Guth)». www.theosophy-nw.org. Consultat el 2025-11-14.
  23. ↑ Science.296(5572)
    1436–1439.ISSN 0036-8075.doi:10.1126/science.1070462.Consultat el 2023-12-22.
  24. ↑ «Segons un model va haver un abans del Big Bang - Axxón». axxon.com.ar. Consultat el 24 de febrer de 2018.
  25. ↑ arXiv:physics/0612053.Consultat el 24 de febrer de 2018.
  26. ↑ «[1]». Consultat el 24 de febrer de 2018 (en en-US).
  27. ↑ «Astroseti.org – Ciència i divulgació» (en és-es). www.astroseti.org. Archivat des d'el original, el 5 de setembre de 2010. Consultat el 24 de febrer de 2018.
  28. ↑ David Crawford; Observational evidence favours a static universe, arXiv (set 2010)
  29. ↑ «NeoFronteras » Model d'estat estacionario - Portada -». neofronteras.com. Consultat el 24 de febrer de 2018.
  30. ↑ «[2]». Consultat el 24 de febrer de 2018 (en és-ES).
  31. ↑ «[3]». Consultat el 24 de febrer de 2018 (en en).
  32. ↑ «El físic teòric Roger Penrose afirma haver atisbado parts d'un univers abans del Big Bang - principal». axxon.com.ar. Consultat el 24 de febrer de 2018.
  33. ↑ «Penrose claims to have glimpsed universe before Big Bang - physicsworld.com» (en en-gb). physicsworld.com. Archivat des d'el original, el 30 de maig de 2013. Consultat el 24 de febrer de 2018.
  34. ↑ «Científics creuen que poden existir forats negres anteriors al Big Bang - ABC.és» (en és). ABC. Consultat el 24 de febrer de 2018.
  35. ↑ Scientific Reports.2
    923.ISSN 2045-2322.doi:10.1038/srep00923.Consultat el 2024-01-20.
  36. ↑ Nature Índia.doi:10.1038/nindia.2012.181.Consultat el 2024-01-20.
  37. ↑ «Anti-Big Bang theory scientists face censorship by international journals» (en en). The New Indian Express. Consultat el 2024-01-20.

Bibliografia

[editar | editar còdic]
  • Steven Weinberg, Gravitation and Cosmology, Wiley, New York, 1972.
  • Masreliez, C. J., The Expanding Spacetime Theory. Expanding Spacetime Foundation (2000). ISBN 0-9665844-1-4
  • arXiv:1506.01651 [astre-ph, physics:physics].
  • International Journal of Recent Research and Review.Pakistan:XV(1)ISSN 2277 – 8322.


Referències

[editar | editar còdic]


Obtingut de «https://www.lenciclopedia.org/w/index.php?title=Teoria_de_l%27estat_estacionario&oldid=990242»