W połowie XX wieku astronomowie starali się zrozumieć, jak powstał i jak rozwija się Wszechświat. Jedną z najbardziej znanych koncepcji była teoria Wielkiego Wybuchu, która zakłada, że kosmos miał swój początek w bardzo gorącym i gęstym stanie. Nie wszyscy naukowcy byli jednak przekonani do tej idei. W 1948 roku brytyjscy astronomowie Fred Hoyle, Thomas Gold i Hermann Bondi zaproponowali alternatywne wyjaśnienie znane jako stacjonarny model Wszechświata.
Według tej teorii Wszechświat nie miał początku i nie zmienia się w skali kosmicznej w miarę upływu czasu. Oznacza to, że gdybyśmy mogli obserwować kosmos w bardzo odległej przeszłości lub przyszłości, wyglądałby on zasadniczo tak samo, jak dziś. Takie podejście nazwano zasadą doskonałej kosmologicznej jednorodności – zakłada ona, że Wszechświat jest taki sam nie tylko w każdym miejscu, ale także w każdym momencie swojej historii.
Twórcy tej teorii musieli jednak wyjaśnić jedno ważne zjawisko: obserwacje astronomiczne pokazują, że galaktyki oddalają się od siebie. Odkrycie to wynika z analizy światła docierającego z odległych galaktyk. Jego długość fali jest przesunięta w stronę czerwonego końca widma – zjawisko to nazywamy przesunięciem ku czerwieni, które jest interpretowane jako efekt Dopplera. Oznacza to, że galaktyki oddalają się od nas, a więc Wszechświat się rozszerza.
W modelu stacjonarnym rozszerzanie się kosmosu nie oznacza jednak, że jego gęstość maleje. Hoyle, Gold i Bondi zaproponowali niezwykłe rozwiązanie tego problemu. Ich zdaniem w pustych obszarach przestrzeni nieustannie powstaje niewielka ilość nowej materii. Ilość ta byłaby tak mała, że nie moglibyśmy jej bezpośrednio wykryć, ale w skali miliardów lat wystarczałaby do powstawania nowych gwiazd i galaktyk.
Dzięki temu, mimo że istniejące galaktyki oddalają się od siebie, w przestrzeni kosmicznej pojawiałyby się kolejne. W rezultacie średnia liczba galaktyk w danej objętości Wszechświata pozostawałaby w przybliżeniu stała.
Przez pewien czas model stacjonarny był traktowany przez wielu naukowców jako poważna alternatywa dla teorii Wielkiego Wybuchu. Z czasem jednak zaczęły pojawiać się obserwacje, które trudno było pogodzić z tą koncepcją. Jednym z najważniejszych odkryć było mikrofalowe promieniowanie tła, czyli bardzo słabe promieniowanie wypełniające cały Wszechświat. Zostało ono odkryte w 1965 roku i okazało się silnym dowodem na to, że kosmos w przeszłości był znacznie gorętszy i gęstszy.
Kolejne obserwacje – takie jak badania odległych galaktyk, ewolucja ich populacji czy pomiary składu chemicznego Wszechświata – również wskazują, że kosmos zmieniał się w czasie. Z tego powodu większość współczesnych kosmologów uważa dziś, że model stacjonarny nie opisuje prawidłowo historii Wszechświata, a znacznie lepszym wyjaśnieniem jego ewolucji jest teoria Wielkiego Wybuchu.
Mimo to koncepcja stacjonarnego Wszechświata odegrała ważną rolę w historii nauki. Skłoniła ona astronomów do prowadzenia dokładniejszych obserwacji i pomiarów, które ostatecznie pomogły lepiej zrozumieć pochodzenie i rozwój kosmosu.
Bibliografia
- Halpern, P. – Struktura Wszechświata.
- Hawking, S. – Krótka historia czasu.
- Peebles, P. J. E. – Principles of Physical Cosmology. Princeton University Press.