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Die endlose Expansion des Universums: Warum kann die Steady-State-Universumstheorie den endlosen Raum erklären?
In der Kosmologie bietet das Steady-State-Modell oder die Steady-State-Theorie eine Alternative zur Urknalltheorie. Nach dem Steady-State-Modell bleibt die Dichte der Materie bei der Expansion des Universums aufgrund der kontinuierlichen Entstehung von Materie im Universum konstant, sodass die Theorie dem Prinzip der perfekten Kosmologie folgt, das besagt, dass das Universum jederzeit beobachtbar ist Es ist immer und überall das Gleiche.
Das Steady-State-Universumsmodell impliziert, dass das Universum keinen Anfang und kein Ende hat. Diese Sichtweise steht jedoch vor zunehmenden Beobachtungsproblemen.
Rückblickend auf die Geschichte wurde die Expansion des Universums durch die Beobachtungen von Edwin Hubble entdeckt. Damals galt das von Einstein 1917 vorgeschlagene statische Modell des Universums als instabil. Die Urknalltheorie, die erstmals von Georges Lemaître aufgestellt wurde, geht davon aus, dass das Universum ein endliches Alter hat und sich durch Abkühlung, Expansion und Gravitationskollaps entwickelt. Im Steady-State-Modell verändert sich das Erscheinungsbild des Universums im Laufe der Zeit nicht, obwohl es sich ausdehnt, was dem Prinzip der perfekten Kosmologie entspricht. Die Entwickler der Theorie, Hermann Bondi, Thomas Gold und Fred Hoyle, veröffentlichten 1948 eine bahnbrechende Arbeit, in der sie einen kontinuierlichen Schöpfungsprozess vorschlugen. Ein physikalisches Modell des Universums.
Bei Beobachtungen in den 1950er und 1960er Jahren begannen Steady-State-Modelle jedoch Probleme aufzuzeigen. Beobachtungen zu dieser Zeit zeigten, dass sich das Universum tatsächlich veränderte. Extrem leuchtende galaktische Quellen wie Quasare und Radiogalaxien werden nur in großen Entfernungen entdeckt, was bedeutet, dass sie nur in der Vergangenheit existierten und von der durch Steady-State-Modelle vorhergesagten Verteilung abweichen. Die Vorhersagen der Urknalltheorie wurden bestätigt und nachfolgende statistische Tests schlossen die Machbarkeit des Steady-State-Modells schnell aus.
Beobachtungen zeigen, dass das Universum nicht statisch ist, eine Entdeckung, die zur Dominanz der Urknalltheorie beitrug.
Die Entdeckung der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung markiert auch ein weiteres Scheitern des Steady-State-Modells. Die Gleichmäßigkeit dieser Strahlung und das nahezu ideale Schwarzkörperspektrum lassen sich nur schwer mit der Produktion der meisten Sternenstaubquellen erklären, was eindeutig auf die Plausibilität der Urknalltheorie hinweist. Selbst unter Befürwortern der Theorie wird die Hoffnung auf Mängel zunehmend verworfen. In diesem Umfeld hat die Attraktivität des Steady-State-Modells allmählich nachgelassen und seine Anhänger stehen vor einer unwiderlegbaren Realität.
Neben Beobachtungsergebnissen wurde in den letzten Jahren auch eine der Grundannahmen der Steady-State-Theorie, das Kosmologische Prinzip, in Frage gestellt. Die neuesten Beobachtungen des Universums zeigen, dass das Universum nicht in allen Richtungen und Positionen vollständig symmetrisch ist, was die Wirksamkeit stationärer Modelle beeinträchtigt. Bisher fanden Wissenschaftler einige offensichtliche Anomalien, darunter hemisphärische Abweichungen bei Messungen des kosmischen Mikrowellenhintergrunds.
Viele neue große strukturelle Entdeckungen stellen das Erfordernis der Einheitlichkeit in Frage, von denen einige über das hinausgehen, was das Standardmodell erklären kann.
Im Jahr 1993 schlugen die Wissenschaftler Fred Hoyle, George Burbage und Jayant Narlikar eine neue stationäre Sichtweise vor, nämlich die Quasi-Steady State Cosmology (QSS). Dieses Modell versucht, neue Beobachtungsdaten zu erklären, mit denen frühe Steady-State-Theorien nicht zurechtkamen, und schlägt vor, dass während das Universum ständig erschaffen wird, andere Miniknalle auftreten. Aber trotz der neuen Ideen wird das QSS-Modell von Mainstream-Wissenschaftlern immer noch als mit vielen ungelösten Problemen behaftet angesehen.
Obwohl die Theorie des Steady-State-Universums in den frühen Tagen ihres Vorschlags gewisse Unterstützung erhielt, wurde ihr Status im Allgemeinen zunehmend an den Rand gedrängt, da sich die Beobachtungsergebnisse florierten. Heute ist sich die wissenschaftliche Gemeinschaft fast einig, dass die Urknalltheorie das beste Modell zur Erklärung des Ursprungs des Universums ist. Welche Vorstellungen und Entdeckungen wird es also über die Zukunft unseres Universums geben?
