Mikä on vakaan tilan teoria?

Vakaan tilan teoria on kosmologinen malli universumista, jossa universumi laajenee, mutta silti se on spatiaalisesti identtinen sen kanssa, miten se on aina ollut ja tulee aina olemaan. Tämä johtuu jatkuvasta aineen luomisen tilasta maailmankaikkeudessa, mikä sallii universumin laajentua, mutta silti luoda riittävästi ainetta varmistaakseen, että maailmankaikkeus on kaikkina aikoina ja kaikissa suunnissa sama. Yleismaailmallisen homogenisoinnin tunnetta kutsutaan usein täydelliseksi kosmologiseksi periaatteeksi ja se on teorian avaintekijä. Vakaan tilan teoriaa ja vastaavia muunnelmia pidetään usein todennäköisimpänä vaihtoehtona alkuräjähdysteorialle ja kosmologiselle mallille.

Tietyt fysikaalisten tieteiden löydöt johtivat 20-luvulla uusien kosmologisten teorioiden, kuten vakaan tilan teorian, kehittämiseen. Ennen tätä aikaa useimmat teoriat tyypillisesti osoittivat, että maailmankaikkeus oli sama joka suunnassa, ja se oli aina ollut sama ja tulee aina olemaan sama. Universumin laajenemisen tunnetta ei kuitenkaan ollut, joten maailmankaikkeuden koon uskottiin olevan vakio.

Vakaan tilan teoria johtui kuitenkin kahdesta päälähteestä: Albert Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian teoriasta ja tähtitieteilijä Edwin Hubblen havainnoista, jotka osoittivat maailmankaikkeuden laajenevan. Nämä löydöt tekivät aiemmasta näkemyksestä staattisesta maailmankaikkeudesta tieteellisesti perusteettoman, ja siksi tarvittiin uusia teorioita selittämään, kuinka maailmankaikkeudesta tuli havaittu. Vakaan tilan teoria ja alkuräjähdysteoria olivat universumin kahden johtavan mallin joukossa, ja tietyllä tavalla ne ovat melko vastakkaisia ​​malleja.

Vakaan tilan teorian mukaan maailmankaikkeus laajenee, mutta aineen jakautuminen koko universumissa on tasainen ja vakio. Tämä tunne homogeenisesta universumista on ehkä esteettisesti houkutteleva ja loogisesti ihanteellinen tyydyttävällä tavalla. Jotta voidaan ottaa huomioon aineen tasainen jakautuminen laajenevassa universumissa, on kuitenkin luotava uutta ainetta korvaamaan universumin laajeneminen.

Vakaan tilan teoria laskee tämän luomisen tyypillisesti “C-kenttään”, joka paitsi luo uutta ainetta, myös aiheuttaa universumin laajenemisen. Yksi tämän teorian suurimmista puutteista, joka antaa voimaa alkuräjähdysteorioille, on se, että homogeenisessa universumissa pitäisi olla tasainen jakauma esineitä, kuten kvasaarit, mikä olisi todiste vanhasta, vakaasta universumista. Tällaisia ​​esineitä on kuitenkin havaittu vain suurilta etäisyyksiltä, ​​mikä tukee ajatusta, että nämä maailmankaikkeuden vanhemmat kappaleet ovat kehittyneet ajan ja etäisyyden kuluessa, eivätkä tasaisen ja spontaanin luomisen kautta. Vaikka monet fyysikot pitävät alkuräjähdysteoriaa maailmankaikkeuden todennäköisimpänä mallina, vakaan tilan teoriaa ja vastaavia käsitteitä, kuten kvasi-vakaan tilan mallia, puolustetaan edelleen jonkin verran.