Global Lithuanian Net:    san-taka station:

Stabilios būsenos teorija      

Dar vadinama pastovios būsenos, begalinės visatos arba amžinos visatos, nuolatinio tvėrimosi teorija. Tai 1949 m. Fred Hoyle, Hermann Bondi1), Thomas Gold'o ir kt. sukurtas Visatos atsiradimo modelis – alternatyva Didžiojo sprogimo teorijai (1948 m. liepos m4n. H. Bondi ir T. Gold’as į Karališkosios astronomų draugijos leidinį „Monthly Notices“ nusiuntė straipsnį „Stabilios būsenos teorija besiplečiančiai visatai“, o po mėnesio į ten pat naują formuluotę atsiuntė F. Hoyle). Teorija vėliau tapo pagrindu kvazi-stabilios būsenos teorijai, teigiančiai, kad laikui bėgant įvyksta daug mažesnio masto kosmologinių sprogimų. 6-7 dešimtmetį ji turėjo daug pritariančiųjų, tačiau šiuo metu laikoma alternatyviąja kosmologija.

Jei Visata keičiasi, kyla klausimas, ar, laikui bėgant, nesikeičia ir gamtos dėsniai joje. Stabilios būsenos sukūrimą paskatino skaičiavimai, rodantys, kad statiška visata yra negalima laikantis bendrosios reliatyvumo teorijos ir Edwin Hubble nustatymo, kad Visata plečiasi. Stabilios būsenos teorija (SBT) teigia, kad, nors Visata ir plečiasi, tačiau laikui bėgant nekeičia būsenos. Todėl tveriasi nauja materija, išlaikanti pastovų Visatos tankį. Silpna vieta buvo ta, kad reikėjo priimti sunkiųjų deuterio atomų susidarymo galimybę, nes nežinomi procesai, kurie leistų jiems susidaryti žvaigždėse (pagal Didžiojo sprogimo teoriją visas deuteris susidarė po pradinio sprogimo).

Dž. Gamow'as, R. Alpher'is2) ir R. Herman'as3) laikė, kad apie 3/4 materijos yra vandenilis ir 1/4 helio susidarė Didžiojo sprogimo metu. 1949-50 m. Enrico Fermi ir Anthony Turkevich'ius4) parodė, kad sunkesnieji elementai turi susidaryti žvaigždėse, o lengvesnieji atsirasti Didžiojo sprogimo metu.

Kadangi pakanka, kad susikurtų labai mažas naujos materijos kiekis, pvz., per metus vos keli šimtai vandenilio atomų Paukščių tako galaktikoje, tad jos kūrimosi nepavyksta tiesiogiai stebėti (tačiau ne dėl to SBT netapo priimta. Kaip bet kuris geras modelis, ji numatė kai kurias patikrinamas kiekybines išvadas, kurios paskatino stebėjimus, o tų stebėjimų duomenys ėmė rodyti, kad SBT nėra teisinga).
Vis tik nors ir pažeidžia masės išlaikymo principą, SBT suteikia įdomių galimybių. Pagrindinė iš jų, - kad Visata neturi pradžios.

Tuo metu, kai buvo pasiūlyta SBT, Didžiojo sprogimo modelis turėjo sunkumų, nes Hablo konstantos reikšmė aiškiai buvo didesnė už atvirkštinę Visatos amžiaus reikšmę. Jei Visata niekad nekinta, Hablo konstanta (plėtimosi greitis) iš tikro turėtų būti konstanta, tad v=dD/dt=HD turėjo eksponentinį sprendinį ir mąstelio daugiklis kito taip a(t)=exp(H(t0-t)).

Arklio galvos ukas
Arklio galvos ūkas – didesnio ir sudėtingos struktūros Oriono ūko dalis maždaug už 1500 šviesmečių, registruotas pavadinimu "Barnard 33".

Be to, kadangi Visatos kreivumas negali keistis, o ji tik plečiasi, spindulys prvalo būti begalinis. Tad SBT turi plokščios erdvės sektorius kaip ir kritinio tankio Didžiojo sprogimo modelis.

SBT susidūrė su problemomis 7 dešimtm. pabaigoje, kai stebėjimai vis labiau rodė, kad Visata kinta. Tik ypač dideliais nuotoliais (dėl raudonojo poslinkio, taigi iš labai tolimos praeities) tėra atrandami kvazarai ir radijo galaktikos. Nors Halton Arp'as, maždaug tuo pačiu metu, ėmė kitaip interpretuoti duomenis, teigdamas, kad kvazarai iš tikro egzistuoja maždaug tokiu atstumu, kaip nutolęs Mergelės žvaigždynas. O dabar SBT prieštarauja ir COBE palydovo stebėjimų duomenys.

Daugelis kosmologų SBT paneigimu laiko 1965 m. atrastą mikrobanginį fono spinduliavimą, kurį esant teigė Didžiojo sprogimo teorija. Pagal SBT tas spinduliavimas turėtų būti senųjų žvaigždžių šviesa, kurią išsklaidė tarpgalaktinės dulkės. Tačiau toks aiškinimas netenkina daugelio kosmologų, nes kosminis mikrobangų spinduliavimas yra labai vienodai pasiskirstęs, todėl sunku priimti, kad jis galėjo taip pasiskirstyti iš atskiruose taškuose buvusių žvaigždžių. Taip pat jame nepastebima poliarizacijos požymių, būdingų išsklaidytai šviesai. Ir, be to, jų spektras nepaprastai artimas idealiam juodam kūnui, tad vargu ar gali būti susidaręs skirtingų temperatūrų dulkių sankaupose bei esant skirtingiems raudoniesiems poslinkiams.

Yra ir vienas svarbus bei mažai žinomas stabilios būsenos teorijos aspektas – jos svarba elektromagnetinio lauko ir kvantinės mechanikos teorijoms. Maksvelio lygtys turi du sprendinius – vieną teigiamą ir vieną neigiamą (kaip kad ir X2 = 4 turi du sprendinius 2 ir –2). Neigiamas Maksvelo lygčių sprendinys paprastai atmetamas, nes gali būti traktuojamas kaip kelionė laike. Tačiau 1941 m. John Wheeler'is ir Ričardas Feinmanas pasiūlė, kad, atsižvelgus į abi bangas (į ateitį ir į praeitį), dingtų kai kurios kvantinės mechanikos problemos. Eksperimento metu tarp priežasties ir poveikio abi bangos susidėtų, o iki priežasties ir po pasekmės jos liautųsi. Tad gautume nuoseklumą, priežastį, sąveiką ir pasekmę. Esminis šios teorijos aspektas yra tas, kad abi bangos liaujasi veikusios už įvykio ribų, jei jos yra vienodo dydžio. Iš to seka, kad Visata ateityje yra tokia pati, kaip praeityje ir todėl yra stabilioje būsenoje.

Šiuo metu Didžiojo sprogimo teorija vis dar laikoma priimtiniausiu Visatos susidarymo paaiškinimu. Jis yra ir pagrindas žymiai sudėtingesnėms teorijoms. 1970 m. R. Penrose ir S. Hawking'as pabandė matematiškai įrodyti, kad tokia Visata, kokia yra dabar, galėjo susidaryti tik Didžiojo sprogimo metu. Tačiau, nelauktai aptikus, kad visata plečiasi greitėjančiai, buvo pabandyta vystyti kvazi-stabilios būsenos (KSB) teorijas.
Pirmąją KSB teoriją 1993 m. pasiūlė F. Hoyle, G. Burbidge ir J.V. Narlikar‘as. Jos idėja, kad visatoje gali būti daugelis „mikro-sprogimų“. Šios teorijos šalininkai pasiūlė „kosminius geležies ūsus“, išmetamus iš supernovų, kaip sprendimą, paaiškinantį mikrobanginio spinduliavimo izotropiją. Tačiau didžiausias trūkumas, kad pagal KSB silpni radijo šaltiniai turėtų būti pasislinkę į mėlynąją pusę, tačiau to niekada nebuvo stebima.

1996 m. padarytose Hubble teleskopo nuotraukose pateikiamas vaizdas iš tolimiausios praeities. Buvo tikimasi jose išvysti gimstančias galaktikas, tačiau to meto Visatos vaizdas nesiskiria nuo dabartinio. Tad gal dar yra parako stabilios būsenos teorijoje. Tad F. Hoyle, G. Burbidge ir J.V. Narlikar‘as neužmetė KSB ir ją toliau vystė.

Statinė Visata

Pagal šią koncepciją Visata nesikeičia – nei plečiasi, nei traukiasi. Tokį Visatos modelį pasiūlė A. Einšteinas ir todėl į bendrosios reliatyvumo teorijos lygtis įtraukė kosmologinę konstantą, kuri turėjo kompensuoti gravitacijos poveikį, nes gravitacijos veikiama materialioji Visata „sugniužtų“. E. Hubble nustačius priklausomybę tarp "raudonojo poslinkio“ ir atstumo, Einšteinas savo koncepciją pavadino „didžiausia klaida“*). Tačiau netgi ir tada Fritz Zwicky laikė, kad statinė Visata yra įmanoma, jei „raudonasis poslinkis“ būtų aiškinamas kitaip – kad šviesa, keliaudama erdve, praranda dalį energijos ir tampa „pavargusia“ šviesa. Šiuo metu daugelio kosmologų statinės Visatos modelis nelaikomas teisingu.

Literatūra

  1. Billy Ligon Farmer. Universe Alternatives: Emerging Concepts of Size, Age, Structure, and Behavior, 1995
  2. Fred Hoyle, Geoffrey Burbidge, and Jayant V. Narlikar. A Different Approach to Cosmology, 2000
  3. Simon Mitton. Conflict in the Cosmos: Fred Hoyle's Life in Science, 2005
  4. G.Smoot and K. Davidson. Wrinkles in Time, 1993

*) G. Gamovas savo autobiografijoje „Mano gyvenimo linija“ (1970) jis tvirtina: „Daug vėliau, kai aptarinėjau kosmologinius klausimus su Einšteinu, jis pastebėjo, kad kosmologinio nario įtraukimas buvo didžiausia jo klaida gyvenime“.

Fred Hoyle

Seras Fredas Hoilis (1915.06.24 – 2001.08.20) – britų astronomas, daugelio prieštaringai vertinamų idėjų autorius, mokslinės fantastikos rašytojas (daug knygų parašęs kartu su sūnumi Geoffrey Hoyle).

Gimė 1915 m. birželio 24 d. Bringley, Jorkšyre. Daug metų dirbo Kembridžo Astronomijos institute ir kelis kartus buvo jo direktoriumi. 1957 m. buvo priimtas į Karališkąją draugiją, 1972 m. įšventintas į riterius. Buvo apdovanotas Švedijos Karališkosios akademijos Crafoord premija. Mirė 2001 m. rugpjūčio 20 d. Bournemouth, Anglijoje.

Indėlis į kosmologiją

Bandydamas nustatyti branduolių sintezės žvaigždėse variantus, jis atkreipė dėmesį, kad vienoje branduolinių reakcijų, trigubame alfa procese, kurio metu susidaro anglis, anglies branduolio energija turi būti tam tikro lygio. Kadangi Visatoje angles atomų yra gausu, lyg ir rodo, kad ta reakcija vyksta. Vėliau eksperimentai patvirtino jo spėjamo anglies branduolio energijos lygį. Tačiau statistiškai labai neįtikėtina, kad tie lygiai būtų pasiekiami, kad būtų sukurta tiek anglies atomų. Todėl vėliau Hoyle sakė, kad turi būti superprotas, kuris nepaiso gamtos dėsnių, nes aklos gamtos jėgos to padaryti negali.

Buvusį ateistu tokia išvada apie "dievo pirštą" labai sukrėtė. "Protingos Visatos" šalininkai kartais pasiremia Hoyle argumentais, kad Visata buvo truputį "paderinta", kad galėtų atsirasti protinga gyvybė. Hoyle bendradarbis William Fowler'is (kartu su Subramyan Chandrasekhar'u) 1983 m. gavo Nobelio premiją, tačiau į Hoyle indėlį nebuvo atsižvelgta. Net ir Fowler'is patvirtino F. Hoyle pirmumą:
"Branduolių sintezės žvaigždėse koncepciją pirmiausia pateikė Hoyle 1946 m. Ji leido paaiškinti sunkesnių už helį elementų egzistavimą Visatoje parodant, kad tokie svarbūs elementai kaip anglis galėjo susidaryti žvaigždėse ir vėliau panaudoti kitų žvaigždžių ir planetų, kai žvaigždė 'miršta'. Hoyle spėjo, kad sunkesnių elementų buvimą galima paaiškinti supernovomis…".
Taip pat apie tai skaitykite Žvaigždžių dulkės

Būdamas ateistas, jis negalėjo susitaikyti su Visatos pradžios idėja (kas neišvengiamai kėlė klausimą apie priežastį, kūrėją – pagal Kalamo kosmologinį argumentą). Tad su kitais jis pateikė „stabilios būsenos teoriją“, kurioje nebuvo Didžiojo sprogimo. Visata buvo nuolatos ir nesikeičia panašia prasme, kaip kad tokia pačia išlieka upė, nors vandens molekulės joje juda". Kadangi nustatyta, kad Visata plečiasi, tad joje nuolat susikuria nedidelis materijos kiekis. Tačiau likimo ironija, būtent būdamas tos teorijos kritiku, jis pirmasis ją pavadino Didžiuoju sprogimu (angl. Big Bang) – BBC radijo laidoje „Gamtos dalykai“ (kalbos tekstas buvo išspausdintas 1950 m.)

6-me dešimtm. F. Hoyle dalyvavo BBC astronomijai skirtose radijo pokalbių laidose, pagal kurias parengė knygą „Visatos prigimtis“. Parašė ir daugiau mokslo populiarinimo knygų, o taip pat fantastikos kūrinių, kurių įdomiausias yra „Tamsusis debesis". Jame peršama mintis, kad protingiausios Visatos būtybės yra tarpžvaigždinių dujų debesų formos ir kurios stebisi, kad protinga gyvybė gali atsirasti planetose. Kitas įdomus fantastinis kūrinys TV serialas „A reiškia Andromeda“.

Kita veikla

Paskutiniais metais buvo aršus cheminės gyvybės kilties teorijos kritikas. Kartu su Chandra Wickramasinghe propagavo panspermijos, užkrato iš kosmoso koncepciją („Evoliucija iš kosmoso“, 1981). Jis paskaičiavo, kad tikimybė, kad susidarys reikiamas kiekis enzimų, būtinų paprasčiausios ląstelės susidarymui, yra 1/1040 000. Kadangi žinomoje Visatoje atomų yra gerokai mažiau (apie 1080), tai gyvybės atsiradimas būtų neįtikėtinas net ir tuo atveju, jei „pirmapradė sriuba“ būtų sudaryta iš visos Visatos. Jis tokią galimybę lygino su, kad praūžęs uraganas iš sąvartynų šiukšlių surinktų „Boeing 747“.

Tokias analogijas biologai atmetė kaip iš piršto laužtas, pvz., „Aklajame laikrodininke“ Richard Dawkins („jei būtų sakęs 'atsitiktinumas' vietoje 'natūralioji atranka', būtų teisus“). Sudėtingų sistemų evoliucija gali vykti stabilumo pakopomis.

Taip pat F. Hoyle atsisakė pripažinti archeopterikso fosiliją ir protestavo, kad neįtraukė Jocelyn Bel Nobelio premijai gauti už radijo interferometrijos tyrimus ir jų svarbą atrandant pulsarus. Ir paties Hoyle indėlis nustatant pulsuojančių radijo signalų prigimtį nebuvo mažas, tačiau ir jį pašalino iš kandidatų sąrašo prizui gauti.


1) Hermanas Bondis (Sir Hermann Bondi, 1919-2005) – austrų žydų kilmės anglų matematikas ir kosmologas. Žinomas prisidėjimu prie stabilios būsenos teorijos (1948) kaip alternatyvos Didžiojo sprogimo teorijai kūrimo. Prisidėjo prie bendrosios reliatyvumo teorijos vystymo.
1945-54 m. Kembridže dėstė matematiką. Vienas pirmųjų teisingai apibūdino gravitacinio spinduliavimo prigimtį, Įvedė Bondi spinduliavimo koordinates, prisidėjo prie dujų debesies sukritimo (akrecijos) į žvaigždę arba juodąją skylę teorijos vystymo (kartu su R. Lyttleton‘u). Pasižymėjo humanistinėmis idėjomis ir buvo Britų humanistų asociacijos pirmininku (1982-1999), pasirašė „Humanizmo manifestą“.

2) Ralfas Alferis (Ralph Asher Alpher, 1921-2007) – amerikiečių kosmologas, 6-o dešimtm. pradžioje pasižymėjęs vystant Didžiojo sprogimo teoriją, apimdamas el. dalelių sintezę ir nuspėdamas mikrobanginio foninio spinduliavimo egzistavimą (kartu su R. Hermanu), eksperimentiškai A. Penzias ir R. Vilsono patvirtintą 1964 m. (už ką tiedu gavo Nobelio premiją 1978 m.).
1955 m. perėjo dirbti į „General Electric“, kur dirbo ties daugkartinio panaudojimo kosminiais aparatais. 1987-2004 m. buvo fizikos ir astronomijos profesoriumi Niujorko “Union” koledže. Jis tebepublikavo straipsnius, buvo aktyvus mokslo bendruomenėje, tačiau žymių atradimų daugiau nepadarė.

3) Robertas Hermanas (Robert Herman, 1914-1997) – amerikiečių mokslininkas, labiausiai žinomas kaip kartu su R. Alferiu nuspėjęs kosmoso mikrobanginį spinduliavimą. Tą straipsnį jie pasirašė ypač „originaliai“ (a-b-g (nors H. Beth‘as tiesiogiai prie teorijos ir neprisidėjo). Jų darbą primiršo ir spinduliavimą 6 dešimtm. pradžioje vėl teoriškai „atrado“ R. Dicke ir J. Zeldovičius. Vis tik jų indėlio neužmiršo ir 1993 m. gavo Henry Draper‘io medalį už indėlį į astrofiziką.
1956 m. perėjo į į „General Electric“, kur 30 m. vystė naują „transporto eismo“ teoriją. 1979 m. pradėjo dirbti Teksaso un-to fizikos profesoriumi.
Įdomūs jo laisvalaikio užsiėmimai. Jis aiškinosi muzikos instrumentų fiziką, grojo ir rinko senovines violončeles. 9-me dešimtm. ėmė kurti mažas skulptūrėles iš egzotinių medžių ir metalo.

4) Antonis Turkevičius (Anthony Leonid Turkevich, 1916-2002) – amerikiečių radiochemikas, pirmasis 1967 m. nustatęs Mėnulio paviršiaus sudėtį naudojant alfa dalelių spektrometrą, įrengtą „Surveyor 5“ zonde. Karo metu prisijungė prie Manheteno projekto ir tyrė urano izotopų atskyrimą. Prisidėjo prie Monte-Karlo metodo naudojimo skaičiuojant ENIAC kompiuteriu. Jis pasiūlė stebėti branduolinius sprogdinimus atmosferoje matuojant radioaktyvaus kriptono-85 izotopo kiekį – šis jo darbas buvo įslaptintas iki 1997 m. Bet jis darbavosi ir taikaus branduolinės energijos panaudojimo srityje.

 

Papildomai skaitykite:
Visatos modeliai
Didysis sprogimas
Tamsioji materija
Papildomas matavimas
"Pioneer" anomalijos
Saga apie neutronus
Juodųjų skylių paradoksai
Nekritinė stygų teorija
Bendroji reliatyvumo teorija
Tėkmė: kas atvedė prie LHC?
Įvairiapusis Ričardas Feinmanas
Kokia yra Visata? Sukasi?
Pulsarai ir dvinarės žvaigždės
Ar visad tai tik paramokslinės idėjos?
Nepaprastai masyvios ir ryškios
Higso bosonas: labai prasta balerina
Nepaprastai suderinta Visatos sandara
Savaime besiorganizuojantis kvantinis pasaulis
Nuo šičia link begalybės
Hadronų koliderio kūrėjas
Didysis sprogimas ar Didysis atšokimas
Nepaprasti Visatos skaičiai
Šaltoji branduolių sintezė
Vieta, kur gimsta žvaigždės
Tolimojo poveikio reiškinys
Tamsioji materija ir energija
Panspermia: užkratas iš kosmoso
Jie degino eretikus, ar ne?
Juodųjų skylių portretas
Antigravitacijos paieškos
Besiplečianti Visata
Pakeliui į Saturną
Visatos mechanika
Žvaigždžių vartai

 

NSO apsireiškimai ir neįprasti fenomenai Lietuvos danguje ir po juo

Maloniai pasitiksime žinias apie bet kokius Jūsų pastebėtus sunkiai paaiškinamus reiškinius. Juos prašome siųsti el.paštu: san-taka@lithuanian.net arba pateikti šiame puslapyje.

san-taka station

UFO sightings and other phenomenas in/under Lithuanian sky. Please inform us about everything you noticed and find unexplainable in the night sky or even during your night dreams, or in the other fields of life.

Review of our site in English

NSO.LT skiltis
Vartiklio naujienos