稳态理论-认识宇宙学

时间:2024-12-05 03:59:02

稳态理论

由戈尔德(Gold)、霍伊尔(Hoyle)、邦迪(Bondi)、纳利卡(Narlikar)等人提出,在稳态理论中宇宙是膨胀的,但其属性一直不变。这个理论背后的原理被称为完美宇宙定则,它是宇宙学原理的广义化,指出宇宙在空间上是均匀和各向同性的,对于时间也具有同质性。

稳态理论-认识宇宙学

因为稳态宇宙的所有属性在时间上都必须是常量,这个模型的膨胀率也是常数。于是可以找到爱因斯坦方程对应此模型的一个解。这个解称作德西特解。但是如果宇宙膨胀,物质密度需随时间减校稳态理论要求存在一个称为C场的场,以稳定的速率创造物质以抵消宇宙膨胀产生的稀释。这个称作“持续创造”的过程在实验室中从未被观测到,但是这种创造的速率非常低(就宇宙现在年龄而言每立方米只产生一个氢原子),难以通过直接观测来判断它是否是可能的物理过程。

许多理论家更喜欢稳态理论,因为它比其他与之竞争的理论更容易检验。只要找到任何支持宇宙过去和现在不同的证据就可以推翻该理论模型。从20世纪40年代后期开始,观测者们试图寻找是否遥远星系(人们看到的是它们过去的样子)的属性和那些近邻星系存在什么不同。这样的观测是困难的,而且在怎样解释观测结果的问题上,稳定态理论的支持者和反对者之间产生了激烈的争论。一个例子是当射电天文学家马钉赖尔(Martin Ryle)宣称发现射电天体的属性的重大演化时,弗雷德·霍伊尔和他产生了严重分歧。直到20世纪60年代中期一个偶然的发现才为解决这个争论提供了重要依据。