Qual è la luce stanca?

La teoria della luce stanca cerca di fornire una spiegazione alternativa per lo spostamento del rosso visto in galassie lontane, che è convenzionalmente spiegata dall'espansione dell'universo.Secondo questa teoria, l'energia trasportata dai fotoni di luce è in qualche modo gradualmente dissipata mentre viaggiano attraverso lo spazio, con conseguente aumento della lunghezza d'onda, in modo che la luce sia spostata verso la lunghezza d'onda più lunga, meno energetica, estremità rossa dello spettro.La teoria del Big Bang dell'universo spiega questo redshift come dovuto all'effetto Doppler.L'ipotesi della luce stanca, al contrario, è compatibile con i modelli a stato stazionario dell'universo.Si può sostenere che questa spiegazione per Redshift non è stata completamente smentita, ma la stragrande maggioranza di astronomi e cosmologi favorisce la teoria del Big Bang, in quanto spiega ordinatamente una serie di osservazioni che causano seri problemi per il modello di luce stanca.

TheLa teoria fu proposta per la prima volta da Fritz Zwicky nel 1929, in seguito alla scoperta che i cambi rossi delle galassie aumentarono con la distanza.Il processo attraverso il quale l'energia della luce viene dissipata su grandi distanze è, tuttavia, problematico.Il processo più ovvio mdash;interazione della luce con particelle nello spazio mdash;fu rapidamente respinto dallo stesso Zwicky, poiché ciò comporterebbe la dispersione della luce, che a sua volta renderebbe le immagini di galassie distanti sfocate o sfocate.Le osservazioni di galassie distanti non mostrano questa sfocatura.Zwicky ha favorito una spiegazione alternativa che coinvolge la luce influenzata dalla gravità, ma questa idea rimane essenzialmente speculativa.

Ci sono una serie di altri problemi con la teoria della luce stanca, uno dei quali riguarda la percepita luminosità delle galassie.Per due galassie simili a distanze molto diverse, in un universo statico, la luminosità della superficie calcolata e il mdash;Sulla base della quantità di luce, le galassie effettivamente emettete divise per le aree del cielo che occupano quando osservate dalla Terra Mdash;dovrebbe essere più o meno lo stesso.Questo perché la quantità di luce che raggiunge noi e l'area del Galaxy Mdash;Come visto da Earth Mdash;diminuire con la distanza allo stesso ritmo.La luminosità superficiale osservata delle galassie sarebbe ridotta dallo spostamento verso il rosso;Tuttavia, le osservazioni mostrano una riduzione molto maggiore della luminosità di quanto possa essere spiegata dal solo redshift.Questo può anche essere spiegato da un universo in espansione, in cui la galassia più lontana si sta ritirando a un ritmo più veloce.Apparentemente non è una cosa stabilita, e non è un punto cruciale all'argomento.

Un altro problema con la teoria è che non spiega il modello di emissione della luce nel tempo mostrato dagli eventi di Supernova.Il tempo impiegato per la luce da una supernova che sbiadi, come si vede dalla terra, aumenta con la distanza della supernova.Ciò è coerente con un universo in espansione, in cui gli effetti di dilatazione del tempo dovuti alla relatività speciale diventano più significativi con l'aumentare della distanza e della recessione più rapida.

Una delle prove più forti per la teoria del big bang è la radiazione cosmica di background a microonde (CMB),scoperto nel 1956. La teoria della luce stanca può spiegare questa radiazione di fondo come la luce delle stelle che ha perso energia nel tempo al momento in cui è stato spostato in rosso fino alla lunghezza d'onda del microonde, ma la teoria non spiega lo spettro della radiazione.In entrambe le teorie, il numero di fotoni rimane lo stesso, ma nella teoria della luce stanca sono distribuiti sullo stesso volume di spazio, mentre in un universo in espansione, i fotoni sono stati diluiti in uno spazio in espansione.Questi scenari contrastanti portano a diversi spettri per il CMB.Lo spettro CMB osservato è coerente con la teoria del Big Bang.

A parte le principali obiezioni sopra descritte, ci sono una serie di altri problemi per l'universo non espanso implicito dalla teoria della luce stanca.Questi includono Olbers Paradox, il proporzioni di elementi chimici visti oggi nell'universo e prove abbondanti che l'universo è cambiato nel tempo.I sostenitori hanno tentato di fornire risposte e mdash;coerente con un modello di luce stanca in qualche forma mdash;A tutte queste obiezioni, ma la maggior parte degli scienziati nei campi dell'astrofisica e della cosmologia considera la teoria come appartenente alla fisica marginale.