Az állandó állapotú világegyetem elmélete
Az angolul "steady state"-nek keresztelt elmélet az 50-es - 60-as évek széles körben elfogadott elmélete volt. Ez érthető is. A Világegyetem születését a lehető legegyszerűbb módon magyarázta: nem magyarázta.
Hermann Bondi, Thomas Gold és Fred Hoyle, a Cambridge Egyetem asztrofizikusainak elméletében a kezdet és a vég fogalma ismeretlen; szerintük az Univerzum végtelen hosszú ideje létezik és a jövője is végtelen. Azt feltételezik, hogy a Világegyetem örökkön-örökké változatlan marad. Hogyan lehet ez? Hiszen tudjuk, hogy a Világegyetem folyamatosan tágul, így ha az Univerzumban fellelhető anyag mennyisége állandó volna, akkor a sűrűségnek természetesen csökkennie kellene. A sűrűség csökkenése azonban ellentmondana a Világegyetem változatlanságával. Az új hipotézis megalkotói erre is találtak magyarázatot.
|
A problémát Fred Hoyle vizsgálta meg alaposabban. Munkatársával, Jayant Narlikarral együtt teljes részletességgel kidolgozta az állandó állapotú Univerzum elméletét. Szerintük az állandó sűrűség fenntartásához a Világegyetem tágulásával azonos ütemben folyamatosan új anyagnak kell keletkeznie, amely kitölti az esetleges "hézagokat". Az anyag az energia egy speciális megnyilvánulási formája, s ahogy energia, úgy anyag sem keletkezhet a semmiből (energiamegmaradás törvénye). Hoyle-ék szerint az anyag nem a semmiből, hanem egy eddig ismeretlen közegből, egy teremtőmezőnek nevezett negatív energiájú térből keletkezik. Amikor a pozitív energiájú, m tömegű részecskék keletkeznek, a teremtőmező negatív energiája pont mc2 energiával nő meg. |
Az anyag keletkezésének az állandó állapotú elmélet által megkövetelt üteme meghökkentően csekély, egy év alatt csupán egy atom köbméterenként. Ennek oka, hogy a Világegyetemet elképzelhetetlenül kevés anyag alkotja. John D. Barrow szerint ha a ma létező összes galaxist egy egyenletes sűrűségű "masszává" kennénk szét, akkor annak minden köbméterében csupán egyetlen atom árválkodna. (Ez jóval tökéletesebb vákuumot jelent, mint amilyet a Földön valaha is előállítottak.) A világűr tehát - nevéhez méltóan - valóban szinte teljesen üres.
Az állandó állapotú Világegyetem elmélete tehát egy olyan Univerzumot feltételez, amelynek nincs kezdete, vagy vége az időben, és minden kozmikus korszakban nagyjából ugyanúgy fest, tágulása ellenére.A tágulást a teremtőmező(k)ben keletkező anyag folyamatosan kompenzálja. Az elmélet hívei az Univerzumot egy folyóhoz hasonlították, amely bár folyamatosan áramlik, mégis mindig ugyanolyannak tűnik.
Az elmélet tehát látszólag összeállt, kerek egészet alkot, a legtöbb kérdésre magyarázatot ad. A válaszok persze kissé erőltetettnek hatottak, megcáfolásukra hosszú ideig mégsem került sor. Hoyle, Bondi és Gold elméletét több mint egy évtizedig a Nagy Bumm elmélet egyenértékű vetélytársának tartották. A vita beépült a köztudatba.
Sok tudós bízott abban, hogy a hipotézis segítségével "egyszer és mindenkorra megszabadulnak a természetfeletti világmagyarázatok nyűgétől". Mivel nem beszélhetünk kezdetről, nincs szükség teremtőre sem?
A helyzet azonban nem ilyen egyszerű. Az a tény, hogy a Világegyetemnek nincs kezdete az időben, még nem magyarázza meg létezését, vagy azt, hogy miért épp olyan, amilyen. Nem beszélve arról, hogy miért léteznek a természetben az ilyen teremtőmezők?
Láthatjuk tehát, hogy filozófiai téren is sok kérdés maradt megválaszolatlanul az elmélettel kapcsolatban. Ám vesztét mégsem ezek okozták, hanem a megfigyelések cáfolták meg. Az elmélet ugyanis határozottan állította, hogy az Univerzum minden korszakban nagyjából ugyanazt a képet mutatta. E szerint nincsenek és nem is voltak kitüntetett részek sem térben, sem időben. A nagy rádiótávcsövek munkába állítása azonban lehetővé tette nagyon távoli objektumok tanulmányozását. Olyan objektumokét, amelyeket sokkal régebbi állapotukban figyelhetünk meg, hiszen fényüknek sok időbe telt, hogy elérjen minket. Az égboltot kémlelve a múltba pillanthatunk vissza.
A rádiócsillagászok tehát könnyen ellenőrizhették a fenti kérdést. Megfigyeléseik szerint voltak a Világegyetem történetében különböző "kitüntetett" korszakok, amikor például egyes galaxisfajták keletkezése jóval gyakoribb volt, mint ma.
Az állandó állapotú Világegyetem elméletének sorsa akkor pecsételődött meg végleg, amikor Penzias és Wilson 1965-ben felfedezte a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzást. Ez a jelenség már összegyeztethetetlen az állandó állapotú Világegyetemmel, hiszen az elmélet szerint soha sem volt rendkívül forró és rendkívül sűrű korszak az Univerzum történetében. Éppen ellenkezőleg: a körülmények mindig átlagosak és nyugodtak voltak.
E két megfigyelés végleg kitessékelte az állandó állapotú Világegyetem elméletét az elfogadott kozmológiai hipotézisek közül, s ennek következtében megérdemelt egyeduralomra törhetett az Ősrobbanás elmélete, amely napjainkban szakmai körökben és a hétköznapi emberek között egyaránt töretlen népszerűségnek örvend.