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Das Kerngeheimnis des Steady-State-Universums: Warum löste es im 20. Jahrhundert eine hitzige Debatte in der Astronomie aus?
Seit Beginn des 20. Jahrhunderts ist die Kosmologie von Kontroversen und Debatten geprägt, insbesondere im Hinblick auf den Ursprung und die Entwicklung des Universums. Unter ihnen geriet der Gegensatz zwischen der „Steady-State-Theorie“ und der „Urknalltheorie“ in den Mittelpunkt dramatischer Debatten in der wissenschaftlichen Gemeinschaft. Die Steady-State-Theorie geht davon aus, dass die Dichte der interstellaren Materie konstant bleibt, während sich das Universum weiter ausdehnt, und dass dieses Phänomen durch die kontinuierliche Materieerzeugung aufrechterhalten wird. Dieser Gedanke liegt dem sogenannten „perfekten kosmologischen Prinzip“ zugrunde: der Vorstellung, dass das Universum zu allen Zeiten und an jedem Ort das gleiche Aussehen und die gleiche Struktur hat.
„Die Steady-State-Theorie besagt, dass das Universum keinen Anfang und kein Ende hat, eine Ansicht, die im 20. Jahrhundert intensive wissenschaftliche Debatten auslöste.“
Der theoretische Streit geht auf die 1940er bis 1960er Jahre zurück, als eine Gruppe von Wissenschaftlern, darunter Hermann Bondi, Thomas Gold und Fred Hoyle, auf diesem Gebiet aktiv war. . Die Wissenschaftler argumentierten damit, dass sich das Universum zwar ausdehnt, sein allgemeines Erscheinungsbild und seine Struktur jedoch unverändert bleiben. Dies bedeutet, dass die Zusammensetzung und Eigenschaften des Universums dauerhaft und unveränderlich sind. Allerdings verlor diese Theorie angesichts der Widerlegung durch Beobachtungsdaten nach und nach an Anhängern.
Beginnend mit Edwin Hubbles Beobachtungen der Ausdehnung des Universums wurde der astronomischen Gemeinschaft allmählich klar, dass das Universum nicht statisch ist. Die Urknalltheorie, die erstmals von Georges Lemaître vorgeschlagen wurde, geht davon aus, dass das Universum ein endliches Alter hat und durch Abkühlung, Ausdehnung und Gravitationskollaps seine heute sichtbare Struktur gebildet hat. Gleichzeitig geht die Steady-State-Theorie davon aus, dass das Universum relativ statisch ist und eine kontinuierliche Materieerzeugung erforderlich ist, um eine konstante Dichte aufrechtzuerhalten. Diese Annahme wurde in späteren Beobachtungen oft in Frage gestellt.
„Beobachtungen in den 1950er und 1960er Jahren zeigten, dass sich das Aussehen und die Struktur des Universums im Laufe der Zeit veränderten, was die Steady-State-Theorie stark untergrub.“
In diesem Zeitraum ergaben statistische Untersuchungen von Radioquellen, dass sich leuchtstarke Radioquellen (wie Quasare und Radiogalaxien) im fernen Universum konzentrieren, ein Phänomen, das im scharfen Widerspruch zu den Vorhersagen der Steady-State-Theorie steht. Die Steady-State-Theorie sagt voraus, dass diese Objekte überall im Universum vorkommen, auch in unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße. Tatsächliche Beobachtungen haben jedoch ergeben, dass diese Objekte fast ausschließlich im tiefen Universum existieren. Bis 1961 lieferten statistische Tests auf der Grundlage von Untersuchungen an Radioquellen starke Beweise dafür, dass das Steady-State-Modell nicht stimmte.
Eine weitere Herausforderung besteht in der Erforschung des Röntgenhintergrunds. Im Jahr 1959 schlugen Gold und Hoyle vor, dass die neu entstehende Materie unvermeidlich in bestimmten Regionen des Universums konzentriert sein würde, in denen die Dichte höher sei als die durchschnittliche Dichte des Universums. Spätere Untersuchungen zeigten jedoch, dass die in diesem Fall erzeugte thermische Streustrahlung die beobachtete Menge an Röntgenstrahlung übersteigen würde, was dazu führen würde, dass stationäre kosmologische Modelle bei der Bildung großräumiger Strukturen auf Probleme stoßen.
„Die Entdeckung der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung im Jahr 1964 bestätigte die Gültigkeit der Urknalltheorie weiter und stellte eine große Herausforderung für die Steady-State-Theorie dar.“
Mit der Entdeckung der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung war man gezwungen, mit der Steady-State-Theorie eine Erklärung zu liefern. Allerdings konnte diese Erklärung die beobachtete Einheitlichkeit und die Charakteristika des Schwarzkörperspektrums nicht vernünftig erklären. 1972 stellte der berühmte Physiker Steven Weinberg fest: „Das Steady-State-Modell stimmt offensichtlich nicht mit den Beobachtungsdaten überein. Das ist unbestreitbar.“ Als sich immer mehr Beweise anhäuften, wurde die Theorie des Steady-State-Universums allmählich von der wissenschaftlichen Gemeinschaft akzeptiert. abgelehnt , während die Urknalltheorie allgemein als das beste Modell zur Erklärung der Entstehung des Universums anerkannt ist.
In den 1990er Jahren schlugen Hoyle und andere Wissenschaftler ein neues Modell des „Quasi-Steady-State-Universums“ vor, das versuchte, das Kernkonzept des Steady-State-Universums bis zu einem gewissen Grad beizubehalten, den Schwerpunkt jedoch auf den Schöpfungsprozess verlagerte die im Laufe der Zeit auftauchten., schlug das Konzept einer Reihe kleiner Schöpfungsereignisse vor. Trotzdem wurde dieses neue Modell auch von den etablierten Kosmologen in Frage gestellt und in Frage gestellt, was die Fragilität der Steady-State-Theorie in der modernen Astronomie zeigt.
Obwohl die Steady-State-Theorie im 20. Jahrhundert hitzige Debatten auslöste, wurde diese Theorie mit der Weiterentwicklung der Beobachtungstechnologie allmählich durch Beweise widerlegt. Viele Wissenschaftler sind sich einig, dass das Universum einen Übergang von hoher Dichte zu niedriger Dichte durchgemacht hat. Dichte. Evolutionsprozess. Die Kosmologie der Zukunft könnte sich darauf konzentrieren, Ideen zu erklären und zu integrieren, die dem Steady-State-Modell ähneln, und tiefere Überlegungen zur Natur der kosmischen Evolution anzustellen. In diesem Zusammenhang sollten wir vielleicht darüber nachdenken: Wie kam es zum wahren Evolutionsprozess des Universums?
