Teoría del Estado estacionario o de creación continua


A mediados del siglo XX, el físico y astrónomo británico James Jeans, hace una propuesta sobre la Teoría del Estado Estacionario, Teoría del Universo Estacionario o Modelo del Universo Estacionario a una Teoría sobre el origen del universo. El precepto fundamental de esta teoría es que la disminución de densidad que el Universo experimenta en su constante expansión se complementa con la creación constante de nueva materia a un ritmo casi imperceptible (un protón al año por cada km2 de Universo). Esto quiere decir que el universo presenta propiedades generales constantes, invariables en tiempo y espacio, por lo que su origen tiende al infinito en el pasado, con un ritmo de expansión exponencial. Lo que quiere decir que esta teoría sostiene que el Universo nunca tuvo un origen, sino que siempre fue como lo es hoy.
Esta formulación surge a partir del llamado principio cosmológico perfecto; el cual sostiene dada una escala lo suficientemente grande, el Universo presenta siempre las mismas propiedades sin importar desde qué punto o qué porción específica observemos. Y, también, a partir de la aplicación de la Teoría de la relatividad general de Einstein. (Raffino, 2020)

La propuesta realizada por James Jeans, fue revisada en 1948 por los especialistas Herman Bondi, Tommy Gold y Fred Hoyle. Bondi y Gold presentaron una discusión filosófica invocando el denominado "Principio Cosmológico Perfecto" en el que el Universo, además de ser homogéneo espacialmente, presenta el mismo aspecto medio en cualquier época. Hoyle trató de enmarcar esta idea en un modelo físico plausible mediante la introducción de un campo de creación continua de materia: el campo C. La idea original implicaba una creación de un átomo de hidrógeno por cada metro cúbico en un periodo de 10 años. Un desarrollo posterior de la idea llevaría a Hoyle, junto con el astrónomo Hindú Jayant Narlikar, a localizar esta creación continua de materia en regiones del universo que presentan intensidades significativas del campo gravitatorio: el núcleo de galaxias activas y cuásares. El modelo del Estado Estacionario nació como respuesta a un problema que estaba presente en ese momento (y que de alguna manera sigue ahí) con el modelo del Big Bang: el problema de la incompatibilidad de las medidas de la constante de Hubble y la edad del Universo deducida a partir de los objetos que contiene. Si el universo tiene que tener el mismo aspecto en cualquier época, el valor de la constante de Hubble tiene que ser realmente constante, por lo que de la ley de Hubble se deduce que

dD/dt = H D

se deduce una solución exponencial para el parámetro de expansión

a (t) = Exp[H(t0-t)] 

Puesto que el radio de curvatura no puede cambiar con el tiempo, este no puede más que ser infinito, con lo que la geometría espacial es exactamente la misma que en un Universo de densidad crítica en el modelo del Big Bang. El tiempo medio de la materia es de 1/(3H), aunque pueden existir estructuras más viejas que la media, con lo que la edad de los cúmulos globulares puede acomodarse perfectamente a lo observado.  (Hernández, 1996-2004)


El descubrimiento de radiación de fondo cósmico completó la muerte del modelo del Estado Estacionario, pues en éste el Universo fue siempre de la misma manera y no hubo lugar para que se produjera una radiación de fondo con características térmicas. Invocar una explicación requiere la existencia de partículas de longitud milimétrica en el medio intergaláctico que absorba la radiación producida por fuentes galácticas extremadamente luminosas, una hipótesis demasiado forzada. (Hernández, 1996-2004)


Hoy en día no se le considera un modelo físico vigente, sino parte de la historia de la cosmología moderna.


Figura 9. Teoría estado estacionario