Yorgun Işık Nedir?

Yorgun ışık teorisi, evrenin genişlemesiyle geleneksel olarak açıklanmış olan uzak galaksilerde görülen kırmızıya kayma için alternatif bir açıklama sağlamayı amaçlamaktadır. Bu teoriye göre, ışığın fotonları tarafından taşınan enerji bir şekilde uzayda ilerlerken yavaş yavaş dağılır, böylece dalga boyu artar, böylece ışık spektrumun daha uzun dalga boyuna, daha az enerjik, kırmızı ucuna doğru kaydırılır. Evrenin büyük patlama teorisi, bu kırmızıya kaymanın Doppler etkisinden kaynaklandığını açıklıyor. Yorgun ışık hipotezi, aksine, evrenin sabit durum modelleriyle uyumludur. Kırmızıya kayma konusundaki bu açıklamanın kapsamlı bir şekilde yanlış anlaşılmadığı, ancak astronomların ve kozmologların büyük çoğunluğunun büyük patlama teorisini tercih ettiği, çünkü yorgun ışık modeli için ciddi sorunlara neden olan birkaç gözlemi dikkatlice açıkladığı söylenebilir.

Teori ilk olarak 1929 yılında Fritz Zwicky tarafından, galaksilerin kırmızıya kaymalarının mesafeli olarak arttığını keşfetmesinin ardından önerildi. Bununla birlikte, ışığın enerjisinin büyük mesafelerde dağılması süreci sorunludur. En belirgin süreç - ışığın uzayda bulunan parçacıklarla etkileşimi - Zwicky tarafından hızlı bir şekilde reddedildi, çünkü ışığın dağılmasına neden olacaktı ki bu da uzak galaksilerin bulanıklaşmasına ya da bulanıklaşmasına neden olacaktı. Uzak galaksilerin gözlemleri bu bulanıklığı göstermez. Zwicky, ışığın yerçekiminden etkilenmesini içeren alternatif bir açıklamayı tercih etti, ancak bu fikir esasen spekülatif olmaya devam ediyor.

Biri galaksilerin algılanan parlaklığını ilgilendiren yorgun ışık teorisi ile ilgili başka problemler de var. Çok farklı mesafelerdeki benzer iki gökada için, statik bir evrende, hesaplanan yüzey parlaklığı - galaksilerin aslında dünyadan gözlendiğinde işgal ettikleri gökyüzü alanlarına bölünerek yaydıkları ışık miktarına dayanarak - aynı olmalıdır. Bunun nedeni bize ve galaksinin alanına - Dünya'dan görüldüğü gibi - ulaşan ışık miktarının aynı oranda mesafeyle azalmasıdır. Gözlenen galaksilerin yüzey parlaklığı kırmızıya kayma ile azaltılacaktır; ancak, gözlemler parlaklıkta tek başına kırmızıya kayma ile hesaplanabilecek olandan çok daha büyük bir azalma göstermektedir. Bu, daha uzak galaksinin daha hızlı çekildiği genişleyen bir evren ile de açıklanabilir. Anlaşılan o ki yerleşik bir şey değil ve bu argüman için çok önemli bir nokta değil.

Teori ile ilgili bir başka problem ise, süpernova olaylarının gösterdiği zaman içindeki ışık emisyonu modelini açıklamadığıdır. Bir süpernovadan ışığın solması, Dünya'dan görüldüğü gibi, süpernova'nın mesafesiyle artar. Bu, özel görelilik nedeniyle zaman genişlemesi etkilerinin artan mesafe ve daha hızlı durgunluk ile daha belirgin hale geldiği, genişleyen bir evren ile tutarlıdır.

Büyük patlama teorisi için en güçlü kanıtlardan biri, 1956'da keşfedilen Kozmik Mikrodalga Fonu (CMB) radyasyonudur. Yorgun ışık teorisi, bu arka plan radyasyonunu zaman içinde enerjisini kaybettiği yıldız ışığı olarak açıklayabilir. Mikrodalga dalga boyuna düşürüldü, ancak teori radyasyonun spektrumunu açıklamıyor. Her iki teoride de, foton sayısı aynı kalır, ancak yorgun ışık teorisinde aynı alan hacmi üzerine dağılırlar, genişleyen bir evrende, fotonlar genişleyen bir alanda seyreltilir. Bu karşıt senaryolar SPK için farklı spektrumlara yol açmaktadır. Gözlenen CMB spektrumu büyük patlama teorisi ile tutarlıdır.

Yukarıda açıklanan ana itirazların yanı sıra, yorgun ışık teorisinin ima ettiği genişlemeyen evren için bir takım başka problemler de var. Bunlar, Olbers'in paradoksunu, bugün evrendeki kimyasal elementlerin oranlarını ve zaman içinde evrenin değiştiğini gösteren çok sayıda kanıtı içerir. Taraftarlar, tüm bu itirazlara - bir şekilde yorgun bir ışık modeliyle tutarlı olarak - cevap vermeye çalıştılar, ancak astrofizik ve kozmoloji alanlarındaki bilim adamlarının çoğu teoriyi saçak fiziğine ait olarak görüyorlar.