穩恆態宇宙學是幾位年輕的英國天體物理學家邦迪，戈爾德和霍伊爾在1948年提出的。他們的觀點是：在相對論中時空是統一的，既然宇宙學原理認為所有的空間位置都是等價的，那么所有的時刻也應該是等價的。也就是說，天體（物質）的大尺度分布不但在空間上是均勻的和各向同性的，而且在時間上也應該是不變的。也就是在任何時代，任何位置上觀察者看到的宇宙圖像在大尺度上都是一樣的，這一原理稱為"完全宇宙學原理"。
基本介紹
- 中文名：穩恆態宇宙學
- 提出時間：1948年
- 提出人：邦迪，戈爾德和霍伊爾
- 原理：完全宇宙學原理
- 最大特點：要求物質和能量不守恆
- 理論模型：等級宇宙模型
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理論依據
根據"完全宇宙學原理"，哈勃常數不僅對空間各點是常數，而且不隨時間變化。所以宇宙空間的膨脹在時間和空間上都是均勻的。宇宙空間在膨脹，而物質的分布又與時間無關，這樣就必須有物質不斷產生出來以"填補真空"，也就是填補宇宙膨脹所產生出來的空間。通過完全宇宙學原理和愛因斯坦場方程可以求出宇宙的時空結構，可以得到宇宙的三維曲率為零，也就是三維空間是平直的。
距離紅移
鐘擺的頻率在一定時間和精確度內近似不變，讓人產生頻率不變的錯覺。但事實上鐘擺在外部阻力的作用下，擺動能量不斷消耗，頻率漸漸減小，最終歸零。用肉眼觀測水波，在經過一定距離傳播後，波長會明顯增大。聲波也是這樣，閃電近的，雷聲尖銳頻率高；閃電遠的，雷聲沉悶頻率低。機械波的距離紅移是顯而易見的。
水波的距離紅移(截屏自谷歌地球)
太空中電磁波的距離紅移是極其細微的，但經過天文量級的距離傳播後也變明顯了。哈勃定律其實是距離紅移的證據，大概是因為實驗室沒能檢測到距離紅移，就被解釋成都卜勒效應和宇宙學紅移。譜線藍移是都卜勒效應形成的，距離紅移並不否定都卜勒效應，但都卜勒效應對譜線紅移的影響並沒有估計的那么大。從這個意義上將，哈勃定律不能成為宇宙大爆炸和膨脹學說的證據。相比之下，穩恆態宇宙學更為合理。
最大特點
穩恆態宇宙學最大的特點是要求物質和能量不守恆，據計算，物質的相對產生率為三倍的哈勃常數，也就是每年在二到三立方公里的體積內產生相當於一個質子質量的物質來。穩恆態宇宙學可以避免奇點，但它也有許多原則性困難，比如，它要求物質不滅定律不成立。為此，霍伊爾提出修改愛因斯坦場方程，他認為新產生的物質是由新產生的真空由高能級向低能級躍遷引起的真空相變產生的。穩恆態宇宙學出台後曾經引起過轟動，但這種原則性的大改動是不能輕易採取的，除非新理論取得了大的成就，並且與觀測事實符合得很好，但實際上穩恆態宇宙學與觀測符合的程度並不好，不如大爆炸宇宙學，因此目前還無法撼動大爆炸的根基，成為標準模型。
月亮繞地球轉，地球繞太陽轉，太陽繞銀河的銀心轉，銀河又在星系團中轉……從樸素的觀點來看，宇宙應該是有這樣一種無限的階梯組成的，無窮無盡。觀測表明，在星系團的尺度上，也就是一千萬光年到一億光年尺度上，天體分布是這種階梯狀，但再往上就沒有這種現象了，星系團在空間的分布是均勻的。以伏庫勒為代表的少數人認為，在一億光年以上也是這種階梯狀分布，只是目前觀測能力不夠，沒有發現這種現象。這一模型稱為等級宇宙模型。但由於缺乏理論基礎，而且天文觀測證據幾乎沒有，因此等級宇宙模型的前景不容樂觀。
