什么是累光(the Tired Light)？
疲勞光理論試圖為遙遠星系中的紅移提供另一種解釋，傳統的解釋是宇宙膨脹。根據這個理論，光子攜帶的能量在穿越空間時會逐漸消散，導致波長增加，因此光向光譜中波長較長、能量較低的紅色一端移動。宇宙大爆炸理論解釋這種紅...
疲勞光理論試圖為遙遠星系中的紅移提供另一種解釋，傳統的解釋是宇宙膨脹。根據這個理論，光子攜帶的能量在穿越空間時會逐漸消散，導致波長增加，因此光向光譜中波長較長、能量較低的紅色一端移動。宇宙大爆炸理論解釋這種紅移是由于多普勒效應。相反，疲勞光假說，與宇宙的穩態模型是一致的，可以說紅移的這種解釋并沒有被全面否定，但絕大多數天文學家和宇宙學家都支持大爆炸理論，疲勞光理論巧妙地解釋了一些給疲勞光模型帶來嚴重問題的觀測結果。
疲勞光理論在宇宙的一個方面提供了與大爆炸理論不同的視角。1929年，在發現星系紅移增加之后，弗里茨·茨威基首次提出了這個理論然而，光的能量在長距離內消散的過程是有問題的。最明顯的過程——光與空間中粒子的相互作用——很快被茨威基本人拒絕了，因為這會導致光的散射，進而使遙遠星系的圖像變得模糊對遙遠星系的觀測并沒有顯示出這種模糊性。茨威基傾向于另一種解釋，即光受重力影響，但這一想法基本上仍然是推測性的。
我們的銀河系據信擁有多達4000億顆恒星疲勞光理論還有很多其他的問題，其中一個是關于星系的感知亮度。對于兩個距離非常不同的星系，在一個靜止的宇宙中，根據星系實際發出的光除以從地球上觀測到的天空面積，計算出的表面亮度應該是差不多的。這是因為到達我們的光的量和從地球上看到的銀河系的面積以同樣的速率隨著距離的減小而減小觀測到的星系表面亮度會因紅移而降低；然而，觀測結果顯示，亮度的降低程度遠大于僅用紅移所能解釋的。這也可以用一個膨脹的宇宙來解釋，在這個宇宙中，距離較遠的星系正在以更快的速度后退。顯然，這不是一個固定的東西，也不是一個這一論點的關鍵點。該理論的另一個問題是，它不能解釋超新星事件所顯示的隨時間變化的光發射模式。從地球上看，超新星發出的光減弱所需的時間隨著超新星的距離而增加。這和膨脹的宇宙是一致的，狹義相對論產生的時間膨脹效應隨著距離的增加和衰退的加快而變得更加顯著。宇宙微波背景輻射是宇宙大爆炸理論最有力的證據之一，疲勞光理論可以解釋這種背景輻射是恒星光，隨著時間的推移，能量會損失到紅移到微波波長，但是這個理論不能解釋輻射的光譜。在這兩種理論中，光子的數量保持不變，但在疲勞光中理論上它們分布在相同體積的空間，而在膨脹的宇宙中，光子在膨脹的空間中被稀釋了這些對比的情況導致了CMB的不同光譜。觀測到的CMB光譜與大爆炸理論是一致的。除了上述主要的反對意見外，疲勞光理論所暗示的非膨脹宇宙還有許多其他問題，包括Olbers~悖論、化學物質的比例今天在宇宙中看到的元素和大量的證據表明宇宙隨著時間的推移發生了變化。支持者們試圖為所有這些異議提供答案——與某種形式的疲勞光模型相一致，但天體物理學和宇宙學領域的大多數科學家都認為這一理論屬于邊緣物理學。
疲勞光理論在宇宙的一個方面提供了與大爆炸理論不同的視角。1929年，在發現星系紅移增加之后，弗里茨·茨威基首次提出了這個理論然而，光的能量在長距離內消散的過程是有問題的。最明顯的過程——光與空間中粒子的相互作用——很快被茨威基本人拒絕了，因為這會導致光的散射，進而使遙遠星系的圖像變得模糊對遙遠星系的觀測并沒有顯示出這種模糊性。茨威基傾向于另一種解釋，即光受重力影響，但這一想法基本上仍然是推測性的。我們的銀河系據信擁有多達4000億顆恒星疲勞光理論還有很多其他的問題，其中一個是關于星系的感知亮度。對于兩個距離非常不同的星系，在一個靜止的宇宙中，根據星系實際發出的光除以從地球上觀測到的天空面積，計算出的表面亮度應該是差不多的。這是因為到達我們的光的量和從地球上看到的銀河系的面積以同樣的速率隨著距離的減小而減小觀測到的星系表面亮度會因紅移而降低；然而，觀測結果顯示，亮度的降低程度遠大于僅用紅移所能解釋的。這也可以用一個膨脹的宇宙來解釋，在這個宇宙中，距離較遠的星系正在以更快的速度后退。顯然，這不是一個固定的東西，也不是一個這一論點的關鍵點。該理論的另一個問題是，它不能解釋超新星事件所顯示的隨時間變化的光發射模式。從地球上看，超新星發出的光減弱所需的時間隨著超新星的距離而增加。這和膨脹的宇宙是一致的，狹義相對論產生的時間膨脹效應隨著距離的增加和衰退的加快而變得更加顯著。宇宙微波背景輻射是宇宙大爆炸理論最有力的證據之一，疲勞光理論可以解釋這種背景輻射是恒星光，隨著時間的推移，能量會損失到紅移到微波波長，但是這個理論不能解釋輻射的光譜。在這兩種理論中，光子的數量保持不變，但在疲勞光中理論上它們分布在相同體積的空間，而在膨脹的宇宙中，光子在膨脹的空間中被稀釋了這些對比的情況導致了CMB的不同光譜。觀測到的CMB光譜與大爆炸理論是一致的。除了上述主要的反對意見外，疲勞光理論所暗示的非膨脹宇宙還有許多其他問題，包括Olbers~悖論、化學物質的比例今天在宇宙中看到的元素和大量的證據表明宇宙隨著時間的推移發生了變化。支持者們試圖為所有這些異議提供答案——與某種形式的疲勞光模型相一致，但天體物理學和宇宙學領域的大多數科學家都認為這一理論屬于邊緣物理學。
- 發表于 2020-09-07 03:54
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- 分類：科學教育
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