Model stanu stacjonarnego

Większość rozważanych modeli kosmologicznych jest oparta na zasadzie kopernikańskiej, według której w dużej skali Wszechświat wygląda tak samo, niezależnie od położenia obserwatora.

Rozumie się przez to, że takie parametry kosmologiczne, jak tempo rozszerzania się Wszechświata (stała Hubble’a), skład chemiczny materii, średnia gęstość galaktyk, temperatura promieniowania tła czy rozkład mas gwiazd okażą się takie same, niezależnie od miejsca. Prowadzi to do wniosku, że w odpowiednio dużej skali (obejmującej wiele gromad galaktyk) Wszechświat jest izotropowy (taki sam we wszystkich kierunkach) i jednorodny (taki sam we wszystkich miejscach). Symetria Wszechświata wyrażona w zasadzie kopernikańskiej jest bardzo dobrze potwierdzona przez wyniki obserwacji. Taką też symetrię mają rozwiązania Friedmana równań Einsteina, opisujące ekspandujący Wszechświat.

Podjęto próbę rozszerzenia tej zasady do postaci doskonałej zasady kopernikańskiej. Zgodnie z nią Wszechświat wyglądałby tak samo niezależnie nie tylko od położenia obserwatora, ale i od czasu (kosmicznej epoki), w którym prowadzone są obserwacje. Innymi słowy, wyznaczane parametry kosmologiczne miałyby być niezmienne w czasie. Powodem podjęcia takiej próby było wyłącznie przywiązanie do wizji odwiecznego, niezmiennego Wszechświata.

Ponieważ przewidywana przez ogólną teorię względności, a potwierdzona odkryciem przez Hubble’a ucieczki galaktyk, ekspansja Wszechświata oznacza np. systematyczny spadek średniej gęstości materii we Wszechświecie, dla zachowania jego niezmienności należało założyć, że następuje ciągła kreacja materii. Co więcej, musiałaby to być kreacja wodoru, deuteru, helu i litu w proporcjach odpowiadających ich obfitości w Kosmosie. Kreacja ta nie byłaby możliwa do wykrycia bezpośrednio, gdyż następowałaby w tempie jednej masy Słońca na rok w objętości odpowiadającej objętości zajmowanej średnio przez jedną galaktykę (lub inaczej: jeden atom na metr sześcienny na miliard lat). Był to główny postulat modelu stanu stacjonarnego, zaproponowanego w 1948 r. przez Freda Hoyle’a (1915–2001), Thomasa Golda (1920–2004) i Hermanna Bondiego (1919–2005).

Model stanu stacjonarnego, od początku borykający się z wieloma problemami, został obalony przez obserwacje odkrytego w 1964 r. mikrofalowego promieniowania tła (wraz z późniejszymi obserwacjami zmienności jego temperatury w kosmicznych epokach) oraz przez bardzo liczne dowody na ewolucję jasności i składu chemicznego całych populacji kosmicznych obiektów (galaktyk, kwazarów, struktury wielkoskalowej).

Literatura

1. Heller Michał, Granice kosmosu i kosmologii, Warszawa 2005.
2. Hoyle Fred, Mój dom, kędy wieją wiatry, Warszawa 2001.
3. Shu Frank H., Galaktyki gwiazdy, życie. Fizyka Wszechświata, Warszawa 2003.