Statisk univers - Static universe

I kosmologi er et statisk univers (også kaldet stationært , uendeligt , statisk uendeligt eller statisk evigt ) en kosmologisk model , hvor universet er både rumligt og tidsmæssigt uendeligt, og rummet hverken udvides eller trækker sig sammen. Et sådant univers har ikke såkaldt rumlig krumning ; det vil sige at det er 'fladt' eller euklidisk . Et statisk uendeligt univers blev først foreslået af den engelske astronom Thomas Digges (1546-1595).

I modsætning til denne model foreslog Albert Einstein en tidsmæssigt uendelig, men rumligt endelig model som hans foretrukne kosmologi i 1917, i sit papir Kosmologiske overvejelser i den generelle relativitetsteori .

Efter opdagelsen af forholdet mellem rødforskydning og afstand (udledt af den omvendte sammenhæng mellem galaktisk lysstyrke og rødskift) af amerikanske astronomer Vesto Slipher og Edwin Hubble , fortolkede astrofysikeren Georges Lemaître rødskiftet som bevis for universel ekspansion og dermed et Big Bang , mens schweizisk astronom Fritz Zwicky foreslog, at rødskiftet skyldtes, at fotoner mistede energi, da de passerede gennem sagen og / eller kræfterne i det intergalaktiske rum. Zwickys forslag ville blive betegnet som ' træt lys ' - et udtryk opfundet af Big Big- fortaleren Richard Tolman .

Einstein-universet

I løbet af 1917 tilføjede Albert Einstein en positiv kosmologisk konstant til sine ligninger af generel relativitet for at modvirke de attraktive virkninger af tyngdekraften på almindelig materie, som ellers ville få et statisk, rumligt endeligt univers til enten at kollapse eller udvide sig for evigt . Denne model af universet blev kendt som Einstein-verdenen eller Einsteins statiske univers .

Denne motivation sluttede efter forslaget fra astrofysikeren og den romersk-katolske præst Georges Lemaître om , at universet ikke synes at være statisk, men ekspandere. Edwin Hubble havde undersøgt data fra observationer foretaget af astronomen Vesto Slipher for at bekræfte et forhold mellem rødforskydning og afstand , som danner grundlaget for det moderne ekspansionsparadigme, der blev introduceret af Lemaître. Ifølge George Gamow fik dette Einstein til at erklære denne kosmologiske model, og især introduktionen af den kosmologiske konstant, hans "største fejl".

Einsteins statiske univers er lukket (dvs. har hypersfærisk topologi og positiv rumlig krumning) og indeholder ensartet støv og en positiv kosmologisk konstant med værdi nøjagtigt , hvor Newtons gravitationskonstant er materiens energitæthed i universet og er hastigheden på lys . Den krumningsradius plads for Einstein universet er lig med ${\ displaystyle \ Lambda _ {E} = 4 \ pi G \ rho / c ^ {2}}$ ${\ displaystyle G}$ ${\ displaystyle \ rho}$ ${\ displaystyle c}$

{\ displaystyle R_ {E} = \ Lambda _ {E} ^ {- 1/2} = {c \ over {\ sqrt {4 \ pi G \ rho}}}.}

Einstein-universet er en af Friedmanns løsninger på Einsteins feltligning for støv med densitet , kosmologisk konstant og krumningsradius . Det er den eneste ikke-trivielle statiske løsning på Friedmanns ligninger. ${\ displaystyle \ rho}$ ${\ displaystyle \ Lambda _ {E}}$ ${\ displaystyle R_ {E}}$

Fordi Einstein-universet snart blev anerkendt som iboende ustabilt, blev det i øjeblikket opgivet som en levedygtig model for universet. Det er ustabilt i den forstand, at enhver lille ændring i enten værdien af den kosmologiske konstant, stofdensiteten eller den rumlige krumning vil resultere i et univers, der enten udvider sig og accelererer for evigt eller kollapser igen til en enestående.

Efter at Einstein havde afvist sin kosmologiske konstant og omfavnet Friedmann-LeMaitre-modellen for et ekspanderende univers, antog de fleste fysikere i det tyvende århundrede, at den kosmologiske konstant er nul. Hvis ja (fraværende en anden form for mørk energi ), ville udvidelsen af universet blive aftagende. Efter at Saul Perlmutter , Brian P. Schmidt og Adam G. Riess introducerede teorien om et accelererende univers i 1998, er en positiv kosmologisk konstant imidlertid blevet genoplivet som en simpel forklaring på mørk energi .

I 1976 genoplivede Irving Segal det statiske univers i sin kronometriske kosmologi . Svarende til Zwicky tilskrev han det røde skift af fjerne galakser til krumning i kosmos. Skønt han hævdede retfærdiggørelse i astronomiske data, finder andre, at resultaterne er ufuldstændige.

Krav til en statisk uendelig model

For at en statisk uendelig universmodel skal være levedygtig, skal den forklare tre ting:

For det første skal den forklare den intergalaktiske rødskift . For det andet skal det forklare den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling . For det tredje skal den have en mekanisme til at genskabe stof (især hydrogenatomer ) fra stråling eller andre kilder for at undgå en gradvis 'nedgang' af universet på grund af omdannelse af stof til energi i stjerneprocesser . Med fraværet af en sådan mekanisme ville universet bestå af døde genstande som sorte huller og sorte dværge .

Se også

Referencer

^ I George Gamows selvbiografi, My World Line (1970), siger han om Einstein: "Meget senere, da jeg diskuterede kosmologiske problemer med Einstein, bemærkede han, at introduktionen af det kosmologiske udtryk var den største fejl i hans liv."

Languages

In other projects

Statisk univers - Static universe

Indhold

Einstein-universet

Krav til en statisk uendelig model

Se også

Referencer