Vad är det trötta ljuset?

Den trötta ljusteorin försöker ge en alternativ förklaring till den rödskift som ses i avlägsna galaxer, vilket förklaras konventionellt av universums expansion.Enligt denna teori sprids den energi som bärs av fotoner av ljus på något sätt gradvis när de reser genom rymden, vilket resulterar i att våglängden ökar, så att ljuset förskjuts mot den längre våglängden, mindre energisk, röda änden av spektrumet.Universumets Big Bang -teori förklarar denna rödskift som beror på Doppler -effekten.Den trötta ljushypotesen, däremot, är kompatibel med stabila modeller av universum.Det kan hävdas att denna förklaring till Redshift inte har avvisats helt och hållet, men de allra flesta astronomer och kosmologer föredrar Big Bang -teorin, eftersom den snyggt förklarar ett antal observationer som orsakar allvarliga problem för den trötta ljusmodellen.Teorin föreslogs först av Fritz Zwicky 1929, efter upptäckten att de rödförskjutningarna av galaxer ökade med avstånd.Processen genom vilken ljusets energi sprids över stora avstånd är emellertid problematisk.Den mest uppenbara processen mdash;interaktion mellan ljus med partiklar i rymden mdash;avvisades snabbt av Zwicky själv, eftersom detta skulle resultera i spridning av ljuset, vilket i sin tur skulle göra bilder av avlägsna galaxer fuzzy eller suddiga.Observationer av avlägsna galaxer visar inte denna fuzziness.Zwicky gynnade en alternativ förklaring som involverar ljus som påverkas av tyngdkraften, men denna idé förblir väsentligen spekulativ.

Det finns ett antal andra problem med den trötta ljusteorin, varav en gäller galaxernas upplevda ljusstyrka.För två liknande galaxer på mycket olika avstånd, i ett statiskt universum, den beräknade ytens ljusstyrka och mdash;Baserat på mängden ljus som galaxerna faktiskt avger dividerat med de himmelområden de upptar när de observeras från jorden och mdash;bör vara ungefär samma.Detta beror på att mängden ljus som når oss och området Galaxy Mdash;som ses från Earth Mdash;Minska med avstånd i samma takt.Den observerade ytens ljusstyrka för galaxer skulle reduceras med rödskift;Observationer visar emellertid en mycket större minskning av ljusstyrkan än vad som kan redovisas av Redshift ensam.Detta kan också förklaras av ett expanderande universum, där den mer avlägsna galaxen försvinner snabbare.Uppenbarligen är det inte en avgjort sak, och det är inte en avgörande punkt för argumentet.

Ett annat problem med teorin är att den inte förklarar mönstret för ljusutsläpp över tid som visas av Supernova -händelser.Den tid det tar för ljuset från en supernova att blekna, sett från jorden, ökar med supernova avståndet.Detta överensstämmer med ett expanderande universum, där tidsutvidgningseffekter på grund av speciell relativitet blir mer betydande med ökande avstånd och snabbare lågkonjunktur.

En av de starkaste bevisen för Big Bang -teorin är den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB), strålning,Upptäckt 1956. Den trötta ljusteorin kan förklara denna bakgrundsstrålning som stjärnljus som har tappat energi över tid till den punkt där den har förskjutits ner till mikrovågsvåglängden, men teorin förklarar inte strålningens spektrum.I båda teorierna förblir antalet fotoner detsamma, men i den trötta ljusteorin är de fördelade över samma volym av rymden, medan fotonerna i ett expanderande universum har utspädts i ett expanderande utrymme.Dessa kontrasterande scenarier leder till olika spektra för CMB.Det observerade CMB-spektrumet överensstämmer med Big Bang-teorin.

Bortsett från de viktigaste invändningarna som beskrivs ovan finns det ett antal andra problem för det icke-expanderande universum som impliceras av den trötta ljusteorin.Dessa inkluderar Olbers Paradox, propenkemiska element som ses i universum idag och rikligt med bevis på att universum har förändrats över tid.Supportrar har försökt ge svar mdash;I överensstämmelse med en trött ljusmodell i någon form mdash;till alla dessa invändningar, men de flesta forskare inom områdena astrofysik och kosmologi betraktar teorin som tillhörande fransfysik.