什么是累光(the Tired Light)？
疲劳光理论试图为遥远星系中的红移提供另一种解释，传统的解释是宇宙膨胀。根据这个理论，光子携带的能量在穿越空间时会逐渐消散，导致波长增加，因此光向光谱中波长较长、能量较低的红色一端移动。宇宙大爆炸理论解释这种红...
疲劳光理论试图为遥远星系中的红移提供另一种解释，传统的解释是宇宙膨胀。根据这个理论，光子携带的能量在穿越空间时会逐渐消散，导致波长增加，因此光向光谱中波长较长、能量较低的红色一端移动。宇宙大爆炸理论解释这种红移是由于多普勒效应。相反，疲劳光假说，与宇宙的稳态模型是一致的，可以说红移的这种解释并没有被全面否定，但绝大多数天文学家和宇宙学家都支持大爆炸理论，疲劳光理论巧妙地解释了一些给疲劳光模型带来严重问题的观测结果。
疲劳光理论在宇宙的一个方面提供了与大爆炸理论不同的视角。1929年，在发现星系红移增加之后，弗里茨·茨威基首次提出了这个理论然而，光的能量在长距离内消散的过程是有问题的。最明显的过程——光与空间中粒子的相互作用——很快被茨威基本人拒绝了，因为这会导致光的散射，进而使遥远星系的图像变得模糊对遥远星系的观测并没有显示出这种模糊性。茨威基倾向于另一种解释，即光受重力影响，但这一想法基本上仍然是推测性的。
我们的银河系据信拥有多达4000亿颗恒星疲劳光理论还有很多其他的问题，其中一个是关于星系的感知亮度。对于两个距离非常不同的星系，在一个静止的宇宙中，根据星系实际发出的光除以从地球上观测到的天空面积，计算出的表面亮度应该是差不多的。这是因为到达我们的光的量和从地球上看到的银河系的面积以同样的速率随着距离的减小而减小观测到的星系表面亮度会因红移而降低；然而，观测结果显示，亮度的降低程度远大于仅用红移所能解释的。这也可以用一个膨胀的宇宙来解释，在这个宇宙中，距离较远的星系正在以更快的速度后退。显然，这不是一个固定的东西，也不是一个这一论点的关键点。该理论的另一个问题是，它不能解释超新星事件所显示的随时间变化的光发射模式。从地球上看，超新星发出的光减弱所需的时间随着超新星的距离而增加。这和膨胀的宇宙是一致的，狭义相对论产生的时间膨胀效应随着距离的增加和衰退的加快而变得更加显著。宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸理论最有力的证据之一，疲劳光理论可以解释这种背景辐射是恒星光，随着时间的推移，能量会损失到红移到微波波长，但是这个理论不能解释辐射的光谱。在这两种理论中，光子的数量保持不变，但在疲劳光中理论上它们分布在相同体积的空间，而在膨胀的宇宙中，光子在膨胀的空间中被稀释了这些对比的情况导致了CMB的不同光谱。观测到的CMB光谱与大爆炸理论是一致的。除了上述主要的反对意见外，疲劳光理论所暗示的非膨胀宇宙还有许多其他问题，包括Olbers~悖论、化学物质的比例今天在宇宙中看到的元素和大量的证据表明宇宙随着时间的推移发生了变化。支持者们试图为所有这些异议提供答案——与某种形式的疲劳光模型相一致，但天体物理学和宇宙学领域的大多数科学家都认为这一理论属于边缘物理学。
疲劳光理论在宇宙的一个方面提供了与大爆炸理论不同的视角。1929年，在发现星系红移增加之后，弗里茨·茨威基首次提出了这个理论然而，光的能量在长距离内消散的过程是有问题的。最明显的过程——光与空间中粒子的相互作用——很快被茨威基本人拒绝了，因为这会导致光的散射，进而使遥远星系的图像变得模糊对遥远星系的观测并没有显示出这种模糊性。茨威基倾向于另一种解释，即光受重力影响，但这一想法基本上仍然是推测性的。我们的银河系据信拥有多达4000亿颗恒星疲劳光理论还有很多其他的问题，其中一个是关于星系的感知亮度。对于两个距离非常不同的星系，在一个静止的宇宙中，根据星系实际发出的光除以从地球上观测到的天空面积，计算出的表面亮度应该是差不多的。这是因为到达我们的光的量和从地球上看到的银河系的面积以同样的速率随着距离的减小而减小观测到的星系表面亮度会因红移而降低；然而，观测结果显示，亮度的降低程度远大于仅用红移所能解释的。这也可以用一个膨胀的宇宙来解释，在这个宇宙中，距离较远的星系正在以更快的速度后退。显然，这不是一个固定的东西，也不是一个这一论点的关键点。该理论的另一个问题是，它不能解释超新星事件所显示的随时间变化的光发射模式。从地球上看，超新星发出的光减弱所需的时间随着超新星的距离而增加。这和膨胀的宇宙是一致的，狭义相对论产生的时间膨胀效应随着距离的增加和衰退的加快而变得更加显著。宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸理论最有力的证据之一，疲劳光理论可以解释这种背景辐射是恒星光，随着时间的推移，能量会损失到红移到微波波长，但是这个理论不能解释辐射的光谱。在这两种理论中，光子的数量保持不变，但在疲劳光中理论上它们分布在相同体积的空间，而在膨胀的宇宙中，光子在膨胀的空间中被稀释了这些对比的情况导致了CMB的不同光谱。观测到的CMB光谱与大爆炸理论是一致的。除了上述主要的反对意见外，疲劳光理论所暗示的非膨胀宇宙还有许多其他问题，包括Olbers~悖论、化学物质的比例今天在宇宙中看到的元素和大量的证据表明宇宙随着时间的推移发生了变化。支持者们试图为所有这些异议提供答案——与某种形式的疲劳光模型相一致，但天体物理学和宇宙学领域的大多数科学家都认为这一理论属于边缘物理学。
- 发表于 2020-09-07 03:54
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- 分类：科学教育
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