定常状態理論 20 世紀の宇宙論で提唱された理論で、宇宙が膨張しているという証拠を説明するものでしたが、宇宙は常に同じように見えるため、実際には不変であり、始まりも終わりもないという中心的な考えは依然として保持されています。この考えは、宇宙が実際に時間とともに変化していることを示唆する天文学的な証拠のために、ほとんど信用されていません.
定常状態理論の背景と発展
アインシュタインが一般相対性理論を作成したとき、初期の分析では、常に想定されていた静的な宇宙ではなく、不安定な (膨張または収縮する) 宇宙を作成したことが示されました。アインシュタインも静的な宇宙についてこの仮定を保持していたため、彼は一般相対性理論の場の方程式に宇宙定数と呼ばれる項を導入しました。 .これは、宇宙を静的な状態に保つという目的を果たしました。しかし、エドウィン ハッブルが遠方の銀河が実際に地球からあらゆる方向に膨張しているという証拠を発見したとき、科学者 (アインシュタインを含む) は宇宙が静止しているようには見えないことに気付き、この用語は削除されました。
定常状態理論は、1920 年代にジェームズ ジーンズ卿によって最初に提案されましたが、1948 年にフレッド ホイル、トーマス ゴールド、ヘルマン ボンディによって再定式化されたときに、実際に後押しされました。映画「デッド・オブ・ナイト」を観た後に彼らがこの理論を思いついたという疑わしい話があります.
ホイルはこの理論の主要な支持者となり、特にビッグバン理論に反対しました。実際、英国のラジオ放送で、ホイルは反対の理論を説明するためにやや嘲笑的に「ビッグバン」という用語を作り出しました.
物理学者のカク ミチオオは著書「Parallel Worlds」の中で、ホイルが定常状態モデルに専念し、ビッグバン モデルに反対する理由を 1 つ合理的に説明しています。
[ビッグバン] 理論の欠陥の 1 つは、ハッブルでした。遠方の銀河からの光を測定すると、宇宙の年齢が 18 億年であると誤算されました。地質学者は、地球と太陽系はおそらく何十億年も前にできたと主張しました。どうして宇宙はその惑星より若いのだろうか?
著書「エンドレス ユニバース:ビッグバンを超えて」で、宇宙学者のポール J. スタインハートとニール トゥロックは、ホイルのスタンスと動機に少し同情的ではありません:
特に、ホイルはビッグバンが忌まわしいと感じた。宇宙論的描写は聖書の記述に気がかりなほど近いと思った.大爆発を避けるために、彼と彼の共同研究者たちは、宇宙が膨張するにつれて密度と温度を一定に保つような方法で、物質と放射線が宇宙全体で継続的に作成されたという考えを喜んで熟考しました.この定常状態の図は、不変の宇宙概念の支持者にとって最後の抵抗であり、ビッグバン モデルの支持者との 30 年間の戦いを開始しました。
これらの引用が示すように、定常状態理論の主な目標は、宇宙全体が異なる時点で異なるように見えるとは言わずに、宇宙の膨張を説明することでした.ある時点での宇宙が基本的に同じように見える場合、始まりや終わりを想定する必要はありません。これは一般に完全宇宙論として知られています。ホイル (および他の人々) がこの原則を保持することができた主な方法は、宇宙が膨張し、新しい粒子が作成される状況を提案することでした。繰り返しますが、Kaku の提示によると:
このモデルでは、宇宙の一部は実際に膨張していましたが、新しい物質は宇宙の密度が同じままであるように、絶えず何もないところから作られている... ホイルにとって、激しい大変動がどこからともなく現れて、銀河をあらゆる方向に飛ばすことができるということは非論理的だと思われた。彼は何もないところから塊をスムーズに作り出すことを好みました。言い換えれば、宇宙は時代を超越したものでした。それには終わりも始まりもありませんでした。
定常状態理論の反証
新しい天文学的証拠が検出されるにつれて、定常状態理論に反する証拠が増えました。たとえば、遠方の銀河 (クエーサーや電波銀河など) の特定の特徴は、近くの銀河では見られませんでした。これはビッグバン理論では理にかなっており、遠くにある銀河は実際には「若い」銀河を表し、近くにある銀河はより古いものですが、定常状態の理論ではこの違いを説明する実際の方法はありません。実際、それはまさに、理論が回避するように設計された種類の違いです.
しかし、定常宇宙論の最終的な「棺桶の釘」は、ビッグバン理論の一部として予測されていた宇宙マイクロ波背景放射の発見から来ましたが、定常状態内に存在する理由はまったくありませんでした.
1972 年、Steven Weinberg は、定常宇宙論に反対する証拠について次のように述べています。
ある意味で、意見の相違はモデルの功績です。すべての宇宙論の中で唯一、定常状態モデルは非常に明確な予測を行っているため、私たちが自由に使える限られた観察証拠があっても反証することができます.
準定常状態理論
準定常状態理論の形で定常状態理論を探求する科学者が引き続きいます。 .それは科学者の間で広く受け入れられておらず、適切に対処されていない多くの批判が出されています.
ソース
「ゴールド、トーマス。」科学伝記の完全辞書、Charles Scribner's Sons、Encyclopedia.com、2008 年。
カク、ミチオ。 「パラレルワールド：創造、高次元、宇宙の未来の旅」初版、ダブルデイ、2004 年 12 月 28 日
キーム、ブランドン。 「物理学者ニール・トゥロック：ビッグバンは始まりではなかった」 Wired、2008 年 2 月 19 日
「ポール・J・スタインハート」物理学科、プリンストン大学、2019 年、ニュージャージー州プリンストン。
「定常状態理論」。新世界百科事典、2015 年 10 月 21 日
Steinhardt, Paul J. "Endless Universe:Beyond the Big Bang." Neil Turok、第 5 版またはそれ以降の版、Doubleday、2007 年 5 月 29 日。
ドク。 「フレッド・ホイル」著名な科学者、2019 年
