Kas ir nogurusi gaisma?

Pirmo reizi šo teoriju ierosināja Frics Cvikijs 1929. gadā pēc atklājuma, ka galaktiku sarkanās nobīdes palielinās līdz ar attālumu. Tomēr process, kurā gaismas enerģija tiek izkliedēta lielos attālumos, ir problemātisks. Acīmredzamāko procesu – gaismas mijiedarbību ar kosmosa daļiņām – pats Cvikijs ātri noraidīja, jo tas izraisītu gaismas izkliedi, kas savukārt padarītu tālu galaktiku attēlus izplūdušus vai izplūdušus. Tālu galaktiku novērojumi neuzrāda šo neskaidrību. Cvikijs atbalstīja alternatīvu skaidrojumu, kas paredz, ka gaismu ietekmē gravitācija, taču šī ideja būtībā paliek spekulatīva.

Ar nogurušās gaismas teoriju ir vairākas citas problēmas, no kurām viena attiecas uz uztveramo galaktiku spilgtumu. Divām līdzīgām galaktikām, kas atrodas ļoti dažādos attālumos, statiskā Visumā, aprēķinātajam virsmas spilgtumam, pamatojoties uz gaismas daudzumu, ko galaktikas faktiski izstaro, dalītu ar debesu laukumiem, ko tās aizņem, novērojot no Zemes, ir jābūt aptuveni vienādam. Tas ir tāpēc, ka gaismas daudzums, kas sasniedz mūs, un galaktikas laukums, skatoties no Zemes, samazinās līdz ar attālumu tādā pašā ātrumā. Novēroto galaktiku virsmas spilgtumu samazinātu sarkanā nobīde; tomēr novērojumi liecina par daudz lielāku spilgtuma samazināšanos, nekā to var izskaidrot tikai ar sarkano nobīdi. To var izskaidrot arī ar Visuma paplašināšanos, kur tālākā galaktika attālinās ar lielāku ātrumu.

Acīmredzot tā nav atrisināta lieta, un tas nav strīda izšķirošais punkts.

Vēl viena teorijas problēma ir tā, ka tā neizskaidro gaismas emisijas modeli laika gaitā, ko parāda supernovas notikumi. Laiks, kas vajadzīgs, lai gaisma no supernovas izbalētu, skatoties no Zemes, palielinās līdz ar supernovas attālumu. Tas atbilst visumam, kas paplašinās, kur laika dilatācijas efekti īpašās relativitātes teorijas dēļ kļūst nozīmīgāki, palielinoties attālumam un ātrākai lejupslīdei.

Viens no spēcīgākajiem lielā sprādziena teorijas pierādījumiem ir kosmiskā mikroviļņu fona (CMB) starojums, kas atklāts 1956. gadā. Nogurušās gaismas teorija var izskaidrot šo fona starojumu kā zvaigžņu gaismu, kas laika gaitā ir zaudējusi enerģiju līdz tādam līmenim, kādā tā ir bijusi. sarkanā nobīde uz leju līdz mikroviļņu viļņa garumam, taču teorija nepaskaidro starojuma spektru. Abās teorijās fotonu skaits paliek nemainīgs, bet nogurušās gaismas teorijā tie ir sadalīti vienā un tajā pašā telpas tilpumā, savukārt visumā, kas izplešas, fotoni ir atšķaidīti izplešanās telpā. Šie kontrastējošie scenāriji rada atšķirīgus CMB spektrus. Novērotais CMB spektrs atbilst lielā sprādziena teorijai.

Papildus galvenajiem iebildumiem, kas aprakstīti iepriekš, ir vairākas citas problēmas neizplešanās Visumam, ko paredz nogurušās gaismas teorija. Tie ietver Olbersa paradoksu, mūsdienu Visumā redzamo ķīmisko elementu proporcijas un daudzus pierādījumus, ka Visums laika gaitā ir mainījies. Atbalstītāji ir mēģinājuši sniegt atbildes — kaut kādā veidā saskanīgi ar nogurušās gaismas modeli — uz visiem šiem iebildumiem, taču lielākā daļa zinātnieku astrofizikas un kosmoloģijas jomā uzskata, ka teorija pieder pie fizikas robežām.