แสงที่เหนื่อยล้าคืออะไร?

ทฤษฎีแสงที่เหนื่อยล้าพยายามที่จะให้คำอธิบายทางเลือกสำหรับการเปลี่ยนสีแดงที่เห็นในกาแลคซีระยะไกลซึ่งอธิบายตามอัตภาพโดยการขยายตัวของจักรวาลตามทฤษฎีนี้พลังงานที่ดำเนินการโดยโฟตอนของแสงจะค่อยๆกระจายไปอย่างค่อยเป็นค่อยไปเมื่อพวกเขาเดินทางผ่านอวกาศส่งผลให้ความยาวคลื่นเพิ่มขึ้นเพื่อให้แสงเปลี่ยนไปสู่ความยาวคลื่นที่ยาวขึ้นมีพลังน้อยลงสีแดงของสเปกตรัมทฤษฎีบิ๊กแบงของจักรวาลอธิบายถึงการเปลี่ยนสีแดงนี้ว่าเป็นผลมาจากเอฟเฟกต์ Dopplerในทางตรงกันข้ามสมมติฐานแสงที่เหนื่อยล้านั้นเข้ากันได้กับแบบจำลองสถานะคงที่ของจักรวาลมันอาจเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าคำอธิบายนี้สำหรับ Redshift ยังไม่ได้รับการพิสูจน์อย่างละเอียด แต่นักดาราศาสตร์และนักจักรวาลวิทยาส่วนใหญ่ชอบทฤษฎีบิ๊กแบงเพราะมันอธิบายการสังเกตจำนวนมากที่ทำให้เกิดปัญหาร้ายแรงสำหรับแบบจำลองแสงที่เหนื่อยล้า

ทฤษฎีได้รับการเสนอครั้งแรกโดย Fritz Zwicky ในปี 1929 หลังจากการค้นพบว่าการเปลี่ยนกาแลคซีของกาแลคซีเพิ่มขึ้นตามระยะทางกระบวนการที่พลังงานของแสงกระจายไปในระยะทางไกลเป็นปัญหากระบวนการที่ชัดเจนที่สุด mdash;ปฏิสัมพันธ์ของแสงกับอนุภาคในอวกาศ mdash;Zwicky ถูกปฏิเสธอย่างรวดเร็วด้วยตัวเองซึ่งจะส่งผลให้เกิดการกระเจิงของแสงซึ่งจะทำให้ภาพของกาแลคซีห่างไกลเลือนหรือเบลอการสังเกตของกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลไม่ได้แสดงความคลุมเครือนี้Zwicky ชื่นชอบคำอธิบายทางเลือกที่เกี่ยวข้องกับแสงที่ได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วง แต่ความคิดนี้ยังคงเป็นการเก็งกำไรเป็นหลัก

มีปัญหาอื่น ๆ อีกมากมายเกี่ยวกับทฤษฎีแสงที่เหนื่อยล้าซึ่งหนึ่งในนั้นเกี่ยวข้องกับความสว่างที่รับรู้ของกาแลคซีสำหรับกาแลคซีสองแห่งที่คล้ายกันในระยะทางที่แตกต่างกันมากในจักรวาลคงที่ความสว่างของพื้นผิวที่คำนวณได้ mdash;ขึ้นอยู่กับปริมาณของแสงกาแลคซีจริงปล่อยให้หารด้วยพื้นที่ท้องฟ้าที่พวกเขาครอบครองเมื่อสังเกตจากโลก mdash;ควรจะเหมือนกันนี่เป็นเพราะปริมาณแสงที่มาถึงเราและพื้นที่ของกาแลคซี mdash;เท่าที่เห็นจาก Earth Mdash;ลดลงด้วยระยะทางในอัตราเดียวกันความสว่างของพื้นผิวที่สังเกตได้ของกาแลคซีจะลดลงโดยการเปลี่ยนสีแดง;อย่างไรก็ตามการสังเกตการณ์แสดงให้เห็นถึงความสว่างที่ลดลงได้มากขึ้นกว่าที่สามารถนำมาใช้โดย Redshift เพียงอย่างเดียวนอกจากนี้ยังสามารถอธิบายได้โดยจักรวาลที่กำลังขยายตัวซึ่งกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลจะลดลงในอัตราที่เร็วขึ้นเห็นได้ชัดว่ามันไม่ใช่สิ่งที่ตัดสินและไม่ใช่จุดสำคัญสำหรับการโต้แย้ง

ปัญหาอื่นกับทฤษฎีคือมันไม่ได้อธิบายรูปแบบของการปล่อยแสงเมื่อเวลาผ่านไปที่แสดงโดยเหตุการณ์ซูเปอร์โนวาเวลาที่ใช้สำหรับแสงจากซุปเปอร์โนวาจางหายไปตามที่เห็นจากโลกเพิ่มขึ้นตามระยะทางของซุปเปอร์โนวาสิ่งนี้สอดคล้องกับจักรวาลที่กำลังขยายตัวซึ่งผลกระทบการขยายเวลาเนื่องจากสัมพัทธภาพพิเศษมีความสำคัญมากขึ้นเมื่อระยะทางที่เพิ่มขึ้นและการถดถอยเร็วขึ้น

หนึ่งในหลักฐานที่แข็งแกร่งที่สุดสำหรับทฤษฎีบิ๊กแบงคือรังสีไมโครเวฟคอสมิค (CMB)ค้นพบในปีพ. ศ. 2499 ทฤษฎีแสงที่เหนื่อยล้าสามารถอธิบายการแผ่รังสีพื้นหลังนี้เป็นแสงดาวที่สูญเสียพลังงานไปจนถึงจุดที่มีการเปลี่ยนสีแดงลงไปที่ความยาวคลื่นไมโครเวฟ แต่ทฤษฎีไม่ได้อธิบายสเปกตรัมของรังสีในทฤษฎีทั้งสองจำนวนโฟตอนยังคงเหมือนเดิม แต่ในทฤษฎีแสงที่เหนื่อยล้าพวกเขาจะถูกแจกจ่ายผ่านพื้นที่เท่ากันในขณะที่อยู่ในจักรวาลที่กำลังขยายตัวโฟตอนได้รับการเจือจางในพื้นที่ขยายตัวสถานการณ์ที่ตัดกันเหล่านี้นำไปสู่สเปกตรัมที่แตกต่างกันสำหรับ CMBสเปกตรัม CMB ที่สังเกตเห็นนั้นสอดคล้องกับทฤษฎีบิ๊กแบง

นอกเหนือจากการคัดค้านหลักที่อธิบายไว้ข้างต้นมีปัญหาอื่น ๆ อีกมากมายสำหรับจักรวาลที่ไม่ขยายตัวโดยทฤษฎีแสงที่เหนื่อยล้าเหล่านี้รวมถึง Olbers Paradox, The Proporองค์ประกอบทางเคมีที่เห็นในจักรวาลทุกวันนี้และหลักฐานมากมายที่ว่าจักรวาลได้เปลี่ยนไปเมื่อเวลาผ่านไปผู้สนับสนุนได้พยายามให้คำตอบ mdash;สอดคล้องกับแบบจำลองแสงที่เหนื่อยล้าในบางรูปแบบ mdash;สำหรับการคัดค้านเหล่านี้ทั้งหมด แต่นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ในสาขาฟิสิกส์ดาราศาสตร์และจักรวาลวิทยาถือว่าทฤษฎีเป็นของฟิสิกส์ขอบ