Wat is het vermoeide licht?
De vermoeide lichttheorie probeert een alternatieve verklaring te geven voor de roodverschuiving in verre sterrenstelsels, die conventioneel wordt verklaard door de uitbreiding van het universum. Volgens deze theorie wordt de door fotonen van licht vervoerde energie op de een of andere manier geleidelijk gedissipeerd terwijl ze door de ruimte reizen, wat resulteert in een toename van de golflengte, zodat het licht wordt verschoven naar de langere golflengte, minder energetisch, rood uiteinde van het spectrum. De oerknaltheorie van het universum verklaart deze roodverschuiving als gevolg van het Doppler-effect. De vermoeide lichthypothese is daarentegen compatibel met steady-state modellen van het universum. Er kan worden betoogd dat deze verklaring voor roodverschuiving niet volledig is weerlegd, maar de overgrote meerderheid van astronomen en kosmologen geven de voorkeur aan de oerknaltheorie, omdat deze netjes een aantal observaties verklaart die ernstige problemen veroorzaken voor het vermoeide lichtmodel.
De theorie werd voor het eerst voorgesteld door Fritz Zwicky in 1929, na de ontdekking dat de roodverschuivingen van sterrenstelsels met de afstand toenamen. Het proces waarbij de energie van licht over grote afstanden wordt verspreid, is echter problematisch. Het meest voor de hand liggende proces - interactie van licht met deeltjes in de ruimte - werd snel door Zwicky zelf verworpen, omdat dit zou leiden tot verstrooiing van het licht, wat op zijn beurt beelden van verre sterrenstelsels wazig of wazig zou maken. Waarnemingen van verre sterrenstelsels laten deze onscherpte niet zien. Zwicky gaf de voorkeur aan een alternatieve verklaring waarbij licht wordt beïnvloed door de zwaartekracht, maar dit idee blijft in wezen speculatief.
Er zijn nog een aantal andere problemen met de vermoeide lichttheorie, waarvan er één betrekking heeft op de waargenomen helderheid van sterrenstelsels. Voor twee vergelijkbare sterrenstelsels op zeer verschillende afstanden, in een statisch universum, moet de berekende oppervlaktehelderheid - gebaseerd op de hoeveelheid licht die de sterrenstelsels werkelijk uitstralen gedeeld door de gebieden van de hemel die ze bezetten wanneer ze worden waargenomen vanaf de aarde - ongeveer hetzelfde zijn. Dit komt omdat de hoeveelheid licht die ons bereikt en het gebied van de melkweg - gezien vanaf de aarde - met dezelfde snelheid afnemen. De waargenomen oppervlaktehelderheid van sterrenstelsels zou worden verminderd door roodverschuiving; waarnemingen vertonen echter een veel grotere vermindering van de helderheid dan alleen door roodverschuiving kan worden verklaard. Dit kan ook worden verklaard door een zich uitbreidend universum, waar de verder weg gelegen melkweg sneller achteruitgaat. Blijkbaar is het geen vaste zaak, en het is geen cruciaal punt in het argument.
Een ander probleem met de theorie is dat het geen verklaring geeft voor het patroon van lichtemissie in de tijd dat wordt getoond door supernova-gebeurtenissen. De tijd die nodig is om het licht van een supernova te laten vervagen, gezien vanaf de aarde, neemt toe met de afstand van de supernova. Dit is consistent met een zich uitbreidend universum, waar tijdsverwijderingseffecten als gevolg van speciale relativiteit belangrijker worden met toenemende afstand en snellere recessie.
Een van de sterkste bewijzen voor de oerknaltheorie is de Cosmic Microwave Background (CMB) -straling, ontdekt in 1956. De vermoeide lichttheorie kan deze achtergrondstraling verklaren als sterlicht dat in de loop van de tijd energie heeft verloren tot op het punt waar het is geweest rood verschoven naar de microgolfgolflengte, maar de theorie verklaart het spectrum van de straling niet. In beide theorieën blijft het aantal fotonen hetzelfde, maar in de vermoeide lichttheorie zijn ze verdeeld over hetzelfde ruimtevolume, terwijl in een expanderend universum de fotonen zijn verdund in een expanderende ruimte. Deze contrasterende scenario's leiden tot verschillende spectra voor de CMB. Het waargenomen CMB-spectrum is consistent met de oerknaltheorie.
Afgezien van de hierboven beschreven hoofdbezwaren, zijn er nog een aantal andere problemen voor het niet-uitbreidende universum die worden geïmpliceerd door de vermoeide lichttheorie. Deze omvatten Olbers 'paradox, de verhoudingen van chemische elementen die tegenwoordig in het universum worden gezien en overvloedig bewijs dat het universum in de loop van de tijd is veranderd. Aanhangers hebben getracht antwoorden te geven - consistent met een vermoeid lichtmodel in enige vorm - op al deze bezwaren, maar de meeste wetenschappers op het gebied van astrofysica en kosmologie beschouwen de theorie als behorend tot de randfysica.