Hvad er det trætte lys?
Den trætte lysteori søger at give en alternativ forklaring på den rødskift, der ses i fjerne galakser, som traditionelt forklares ved universets udvidelse. I henhold til denne teori spredes energien, som bæres af fotoner af lys, på en eller anden måde gradvist, når de bevæger sig gennem rummet, hvilket resulterer i, at bølgelængden øges, så lyset forskydes mod den længere bølgelængde, mindre energiske, røde ende af spektret. Big bang-teorien om universet forklarer, at denne rødskift skyldes Doppler-effekten. I modsætning hertil er den trætte lyshypotese kompatibel med universelle modeller med stabil tilstand. Det kan argumenteres for, at denne forklaring på rødskift ikke er blevet modbevist omfattende, men langt de fleste astronomer og kosmologer favoriserer big bang-teorien, da den pænt forklarer et antal observationer, der skaber alvorlige problemer for den trætte lysmodel.
Teorien blev først foreslået af Fritz Zwicky i 1929, efter opdagelsen af, at galaksernes rødskift steg med afstand. Den proces, hvormed lysenergien spredes over store afstande, er imidlertid problematisk. Den mest åbenlyse proces - interaktion af lys med partikler i rummet - blev hurtigt afvist af Zwicky selv, da dette ville resultere i spredning af lyset, hvilket igen ville gøre billeder af fjerne galakser fuzzy eller sløret. Observationer af fjerne galakser viser ikke denne uklarhed. Zwicky foretrak en alternativ forklaring, der involverer lys, der påvirkes af tyngdekraften, men denne idé forbliver i det væsentlige spekulativ.
Der er en række andre problemer med den trætte lysteori, hvoraf den ene vedrører galaksernes opfattede lysstyrke. For to lignende galakser i meget forskellige afstande, i et statisk univers, skal den beregnede overfladelysstyrke - baseret på den mængde lys, galakserne faktisk udsender divideret med de himmelområder, de optager, når de observeres fra Jorden - være omtrent den samme. Dette skyldes, at mængden af lys, der når os og galakseområdet - set fra Jorden - formindskes med afstanden i samme hastighed. Den observerede overfladelysstyrke på galakser ville blive reduceret ved rødskift; observationer viser dog en meget større reduktion i lysstyrke, end det kun kan redegøres for ved rødskift alene. Dette kan også forklares med et ekspanderende univers, hvor den fjernere galakse går ned med en hurtigere hastighed. Tilsyneladende er det ikke en afgjort ting, og det er ikke et afgørende punkt på argumentet.
Et andet problem med teorien er, at den ikke forklarer mønsteret for lysemission over tid vist ved supernova-begivenheder. Den tid, det tager for lyset fra en supernova at falme, set fra jorden, øges med supernovas afstand. Dette er i overensstemmelse med et ekspanderende univers, hvor tidsudvidelseseffekter på grund af særlig relativitet bliver mere markante med stigende afstand og hurtigere recession.
Et af de stærkeste bevismaterialer for big bang-teorien er den stråling af den kosmiske mikrobølgeovn (CMB), der blev opdaget i 1956. Den trætte lysteori kan forklare denne baggrundstråling som stjernelys, der har mistet energi over tid til det punkt, hvor det har været rødskiftet ned til mikrobølgebølgelængden, men teorien forklarer ikke strålingsspektret. I begge teorier forbliver antallet af fotoner det samme, men i træt lysteori er de fordelt over det samme rumvolumen, mens fotonerne i et ekspanderende univers er fortyndet i et ekspanderende rum. Disse kontrasterende scenarier fører til forskellige spektre for CMB. Det observerede CMB-spektrum er i overensstemmelse med big bang-teorien.
Bortset fra de hovedindvendinger, der er beskrevet ovenfor, er der en række andre problemer for det ikke-ekspanderende univers, der impliseres af træt lysteori. Disse inkluderer Olbers 'paradoks, andelerne af kemiske elementer, der ses i universet i dag og rigelig bevis for, at universet har ændret sig over tid. Tilhængere har forsøgt at give svar - i overensstemmelse med en træt lysmodel i en eller anden form - på alle disse indvendinger, men de fleste forskere inden for astrofysik og kosmologi betragter teorien som tilhørende frynsefysik.