Теорія Стаціонарного Всесвіту - це стан Всесвіту, коли галактики поводяться так, як ми їх спостерігаємо, за допомогою телескопів. Але у великому масштабі розширення Всесвіту не відбувається.
Ми спробуємо інтерпретувати результати астрономічних спостережень, спираючись на базові закони фізики, а саме закон збереження імпульсу і закон збереження енергії.
Проблема червоного зміщення
Червоне зміщення світла від далеких об'єктів пояснюється втратою фотоном енергії на шляху від джерела світла до спостерігача.
За законом збереження імпульсу, фотон, який зазнає гравітаційного лінзування, тобто змінює свій вектор польоту, пролітаючи повз масивне тіло, передає частину свого імпульсу масивному тілу. Таким чином фотон втрачає частину своєї енергії.
Але ж відомо, що енергія фотона — прямо пропорційна його частоті, тому спектр світла має червоне зміщення.
Внаслідок того, що гравітаційна взаємодія не має меж (на сьогодні вони не встановлені), то фотон, який рухається в просторі, взаємодіє з усіма гравітаційними тілами у Всесвіті.
Також відомо, що гравітаційна взаємодія не передається миттєво, а за допомогою гравітаційних хвиль, тому втрачена енергія світлової частинки перетворюється на енергію гравітаційних хвиль, породжених тим самим фотоном.
Якщо екстраполювати значення червоного зсуву, виміряного телескопом Габбла, тоді можна визначити, що фотон втрачає половину своєї енергії приблизно за 6 мільярдів років. Інакше кажучи, відстань до спостережуваного об'єкта в стаціонарному Всесвіті прямо пропорційна червоному зсуву світла від нашого об'єкта.
Неперервний цикл обміну
Структура Всесвіту, в якому об'єкти знаходяться на певній відстані один від одного, а не притягнулися в одну точку за нескінченний проміжок часу, пояснюється неперервним циклом обміну матерії-енергії.
За законом збереження енергії та маси, а відповідно до закону Ейнштейна, сумарна кількість матерії/маси у Всесвіті стабільна.
За законом збереження імпульсу — якщо тіла під силою гравітаційної взаємодії зблизилися і провзаємодіяли (злилися в одне тіло) то усієї енергії, яка виділилася при цій взаємодії, достатньо, щоби ті тіла повернути на попередні позиції в просторі.
Синтез матерії
Спостережуваних явищ в космосі на підтримку ТСВ є багато, хоча і без кількісних розрахунків через недостатність вихідних даних та складну будову Всесвіту.
Притягування матерії під дією гравітаційної взаємодії спостерігається на прикладах динаміки розрідженого газу та злиття його в зорі, їх еволюції, а також завдяки руху галактик та - на кінцевому етапі — поглинанню речовини чорною дірою.
Під час цього процесу в космос виділяється багато енергії у вигляді електромагнітних і гравітаційних хвиль, а решта енергії/маси перетворюється в масу спокою чи енергію (обертальний момент) чорної діри.
Синтез матерії, ймовірно, проходить в самих чорних дірах. На цей час відомо два шляхи, якими частинки з відповідною масою спокою вилітають з чорних дір та мають достатню енергію для власних космологічних подорожей.
До спостережуваних явищ належать й полярні промені чорних дір, “джети” і галактичний вітер з центра галактики.
Відповідно ТСВ — сумарна кількість матерії яка поглинається чорними дірами, - повинна дорівнювати кількості матерії, яку ці діри синтезують.
В такому випадку світло та інші види енергії можуть сприяти утворенню частинок з масою спокою (протонів і електронів). Коли частинки знаходять одна одну в глибокому космосі, утворюється гідроген, - і так все йде по колу.
Точного переконливого опису процесів поглинання й утворення матерії не існує, але із законів збереження і спостережуваних даних випливає, що така модель обігу матерії й енергії для ТСВ виглядає правдоподібною.
Що пояснює мікрохвильове космічне випромінювання?
Мікрохвильове космічне випромінювання пояснює, як “Фотометричний парадокс” враховує червоний зсув від далеких об'єктів, які випромінюють світло.
Для стаціонарного Всесвіту — пропорційно відстані від спостерігача - збільшується кількість джерел світла, адже площа спостережуваного неба збільшується пропорційно радіусу огляду.
Через це спостережуваних об'єктів стає більше, хоча яскравість кожного з них зменшується квадратом відстані між ними, і саме це світло зазнає червоного зсуву прямо пропорційно відстані.
Зі збільшенням радіуса огляду неба між спостерігачем і оглядовою ділянкою опиняється багато різних об'єктів, які перешкоджають проходженню світла від ще дальших об'єктів. Тому густина мікрохвильового фону на одиницю площі неба у спектрі найдальших об'єктів знижується.
ТСВ передбачає те, що коли в майбутньому інфрачервоні та радіотелескопи роздивляться мікрохвильовий фон детальніше, то вони побачать великомасштабну структуру галактик.
Форма галактик
Яскравість, розмір і форма галактик, яку недавно нам показав телескоп Джеймса Вебба, вказують на те, що Всесвіт не розширюється, а отже він стаціонарний.
Бо при розширенні Всесвіту кутовий розмір далеких галактик повинен збільшуватися пропорційно відстані, а сумарна яскравість — зменшуватися. Натомість галактики виглядають малими і яскравими.
Правильна форма галактик і відстань між ними пропорційні їх діаметру. Тобто вона така ж сама, як і в ближньому Всесвіті, що знову ставить під сумнів концепцію розширення Всесвіту.
Особливість гравітаційного лінзування
Гравітаційне лінзування далеких галактик — ближчими галактиками чи скупченнями галактик - має свою особливість для стаціонарного Всесвіту і Всесвіту, що розширюється.
У стаціонарному Всесвіті відстань до галактик прямо пропорційна червоному зсуву, а у Всесвіті, що розширюється, при наближені до відстані в 13,8 мільярда світлових років, червоний зсув прямує до нескінченності.
Тому відстань до галактик при зсуві z ~ 10 у стаціонарному Всесвіті коло в 10 разів більше, ніж у Всесвіті, що розширюється (відповідно до моделі ТВВ).
Тому для Всесвіту, який розширюється для галактик, які лінзують віддалені галактики, потрібна більша маса, аби зблизити фокусну відстань і таким чином оптично збільшити далекі галактики, як це бачить телескоп Джеймса Вебба.
Для чого науковці в модель лінзуючих галактик додали темну матерію.
У стаціонарному Всесвіті спостережувані галактики знаходяться значно далі й попадають у фокус лінзуючих галактик, маси яких достатньо без застосування темної матерії.
З цього можна зробити висновок, що вірна та модель, у якій не потрібні невідомі маси, які іншим чином не проявляють себе.
