Umorna svetlost

Umorna svetlost (engl. Tired light) je naziv za alternativni, hipotetički, mehanizam crvenog pomaka. Trenutno standardno objašnjenje veze crvenog pomaka i udaljenosti zasnovano je na kosmološkom modelu Velikog praska. „Umornu svetlost“ je prvi predložio 1929. godine Fric Zvicki koji sugeriše da fotoni možda polagano gube energiju u toku njihovog kretanja na velikim rastojanjima kroz jednu statičku vasionu, usled njihove interakcije sa materijom ili sa drugim fotonima, ili usled nekog novog i nepoznatog mehanizma. Pošto je smanjenje energije srazmerno povećanju talasne dužine svetlosti, ovaj efekat mogao bi da izazove crveni pomak spektralnih linija koji se povećava proporcionalno sa udaljenošću izvora svetlosti. Termin "tired light" (umorna svetlost) prvi je upotrebio Ričard Tolman u ranim 1930-im godinama. Mehanizam „umorne svetlosti“ je, kao što je navedeno, jedna od predloženih alternativa modelu Velikog praska koji pretpostavlja da je Hablov zakon povezan sa metričkom ekspanzijom prostora. Sredinom dvadesetog veka, većina kosmologa podržavalo je ovu paradigmu, ali samo nekolicina je ulagala napore u alternativu „umorne svetlosti“. Kako je disciplina osmatračke (opažajne) kosmologije napredovala u drugoj polovini 20. veka i kako su odgovarajući podaci bili sve brojniji i sve tačniji, Veliki prasak je izrastao u predominantnu kosmološku teoriju i postao prihvaćen kao savremena parametrizacija stanja i evolucije vasione. Danas je broj sledbenika nestandardne kosmologije koja se oslanja na model „umorne svetlosti“ vrlo mali.. Ogromna većina fizičara i astrofizičara prihvatila je zaključak mnogobrojnih studija da takav jedan model nije u stanju da valjano objasni kosmološki crveni pomak.

Modeli „Umorne svetlosti"

u dugom nizu godina predložen je veći broj modela „umorne svetlosti“ od kojih će biti pomenuto samo nekoliko.

Model Frica Zvickog

Fric Zvicki bavio se alternativnim objašnjenjem crvenog pomaka i sam predložio nekoliko modela.

• Komptonov efekat:

"... svetlost sa udaljenih nebula podleže crvenom pomaku usled Komptonovog efekta - fotoni svetlosti na svom putu sudaraju se sa slobodnim elektronima u međuzvezadanom prostoru. Nedostatak ovog modela je što bi onda svetlost bila rasuta u svim pravcima te bi međuzvezdani prostor postao neprovidan, tj., slike svih objekata bile bi zamućene. Očigledno da je svako objašnjenje zasnovano na procesu rasejanja svetlosti kao što je Komptonov ili Ramanov efekat u beznadežnoj poziciji kada je u pitanju dobra definicija slika koju opažamo teleskopima."

• Gravitacioni potencijal:

„Mogao bi da se očekuje pomak spektralnih linija pod uticajem statičkog gravitacionog potencijala na različitim udaljenostima od centara galaksija. Ovaj efekat, naravno, ne bi bio ni u kakvoj relaciji sa rastojanjima do opaženih galaksija mereno od našeg sistema i, prema tome, ne bi mogao da objasni većinu pojava koje su očigledno srazmerne rastojanju od posmatrača." (Crveni pomak je iu izrazitoj vezi sa udaljenošću, dakle i starošću svetlosnog izvora.)

• Gravitaciono povlačenje (kočenje) svetlosti:

"... gravitacioni analogon Komptonovom efektu ima sve njegove nedostatke...

Lako je uočiti da bi ovakav mehanizam crvenog pomaka pomerao spektralne linije zavisno od njihove talasne dužine.. Ako bi ove linije bile fotografisane sa dovoljno velikom disperzijom, pomeranje centra gravitacije linije bilo bi nezavisno od brzine sistema iz kojeg je svetlost emitovana.

Kritike

Svaki predloženi mehanizam „umorne svetlsoti“ da bi bio ozbiljno shvaćen mora uspešno da objasni sva opažanja u vezi sa crvenim pomakom:

• crveni pomak mora biti isti u svakom opsegu talasnih dužina
• teorija ne sme da pokazuje 'razmazivanje' pomaka
• treba da bude saglasan sa Hablovom relacijom uočenom posmatranjem supernova
• treba da objasni dilataciju vremena opaženu kod kosmološki udanjenih događaja.

Kao deo šire nestandardne kosmologije mehanizam „umorne svetlosti“ treba da objasni i ostala važna kosmološka opažanja:

• poreklo pozadinskog mikrotalasnog kosmičkog zračenja
• kosmičku rasprostranjenost lakih elemenata
• statistiku velikih kosmičkih struktura

Do danas nijedno ponuđeno objašnjenje „umorne svetlsoti“ nije u stanju da objasni sva opažanja. Na primer, „zamor svetlosti“ preko poznatih mehanizama rasejanja sa atoma, molekula ili kosmičke prašine ne mogu da objasne većinu ovih opažanja. Osim toga, bilo koji mehanizam rasejanja bi doveo do znatno većeg razmazivanja (zamućenja) kosmičkih objekata nego što ej to opaženo. Još uvek se javi poneko sa novim objašnjenjem „umaranja svetlosti“ u okviru altrenativne kosmologije, ali to ugalvnom ne nailazi na interes šire istraživače zajednice.

Opšte uzevši, kosmolozi smatraju da klasični model umorne svetlosti ima previše problema da bi bio vredan ozbiljnog razmatranja. Model umorne svetlsoti ne pruža potpuno kosmološko objašnjenje i po uspehu ne može da se meri standardno kosmologiji velikog praska. Nema teorije umorne svetlosti koja može da objasni opaženu dilataciju vremena kod krivih svetlosti udaljenih supernova, spektar crnog tela ili anizotropiju kosmičkog pozadinskog mikrotalasnog zračenja, ili opaženupromenu oblika, broja i površinskog sjaja galaskija i kvazara velikog crvenog pomaka. Na kraju, činjenica da je vek najstarijih zvezda inverzno proporcionalan Hablovoj konstanti prirodno sledi iz kosmologije velikog praska ali ostaje potpuno neobjašnjiva za svaki model umorne svetlosti.