مشاهده واقعی این نیست که کهکشانها به وضوح از ما دور میشوند، بلکه این است که نور از کهکشانهای دور به REDSHIFTED تبدیل میشود. این یک تمایز کوچک است، اما در علم، جزئیات اهمیت دارند.
ما کهکشانها را میبینیم که به سمت ما به صورت قرمزشیفت دور میشوند. این دیدگاه اصلی (و به بیان دقیقتر، مشاهده کلیدی امروز) است. این نتیجه از کار ادوین هابل در اواخر دهه ۱۹۲۰ به ما رسید. توضیح پذیرفته شده معمول این است که جهان در حال گسترش است: نور که از کهکشانهای دور میآید، به خاطر این که نور در عمقهای گرانبار فضا سفر میکند، توسط گسترش کیهانی کشیده میشود و به قرمز شیفت میافتد. اما برای مدتی طولانی، مسأله این بود که دقیقاً چه چیزی باعث این قرمزشیفت شده است.
سادهترین تفسیر، این است که کهکشانها واقعاً و بهطور حتمی از ما دور میشوند، نتیجه خوبی به نظر نمیرسد. دلیل آن این است که فقط قرمزشیفتی که کهکشانها تجربه میکنند، نیست. این مقدار قرمزشیفت به فاصله متناسب است. هر چه فاصله به کهکشان بیشتر باشد، اثر قرمزشیفت بزرگتر است. اگر قرمزشیفت به دلیل حرکت باشد، آنگاه کهکشانهایی که دو برابر دورتر از ما هستند، باید همه بهطور مشترک این موضوع را بدانند و توطئه کنند که با سرعتی دو برابر سریعتر از ما دور شوند.
که این موضوع عجیب است.
یک گزینه دیگر توسط ستارهشناس فریتز زوییکی پیشنهاد شد. زوییکی، فردی خاص بود. او کارهای مهم زیادی انجام داد – به عنوان مثال، اصطلاح ابرنواختر را او ابداع کرد که خود به تنهایی واجد اهمیت است، نه به ذکر کشف زودهنگام او از ماده تاریک – اما او همواره عادت داشت که مخالف وضع موجود باشد. و میدانید که من همیشه طرفدار دانشمندان بدخلق و کجخلق هستم که تمام تلاششان را میکنند تا جلوی پیشرفت را بگیرند.
او یک بار به همکارش، رابرت میلیکان، گفت: “من هر مقالهای که نوشتهای را خواندهام، هر ارائهای که دادهای را شنیدهام، و میتوانم بهصراحت بگویم که هرگز یک ایده اصیل پیدا نکردهام که بتوانی بهطور صادقانه به آن بگویی متعلق به توست.” رابرت میلیکان برنده جایزه نوبل بود. او همچنین رئیس زوییکی بود.
پس بله، این نوع آدمی است که با او سر و کار داریم.
به هر حال، زوییکی خیلی به کل مفهوم “جهان در حال گسترش” علاقهمند نبود، بنابراین تلاش کرد تا گزینههای دیگری ارائه کند و ایدهی امیدوارکنندهاش به “نور خسته” شناخته شد. شاید چیزی عجیب در مورد نور وجود دارد یا چیزی در مورد طبیعت فضا بین کهکشانها وجود دارد که باعث قرمزشیفت میشود بدون آن که نیاز باشد که کهکشانها حرکت کنند. حال، این یک خواسته بزرگ است که نیاز به اصلاح درک ما از فیزیک دارد… اما خب، ایده یک جهان در حال گسترش نیز همین گونه است، پس حداقل در یک زمینه مشابه هستیم.
برای این که نور خسته کار کند، نیاز است که چند چیز بر هم منطبق شوند. اول، نور باید به نحوی در حین سفر انرژی خود را از دست بدهد، اما فقط برای فاصلههای بسیار طولانی. دوم، نمیتواند شامل نوعی فرآیند پراکندگی باشد که نور از میان یک ماده عبور کند یا با چیزی تعامل کند، زیرا این باعث میشود نور در طول مسیرش پراکنده شود – در فاصلههایی که ما صحبت میکنیم، این باعث میشود تصاویر ما از کهکشانهای دور بهتدریج تارتر شوند.
و این مکانیزم باید تاثیر یکسانی بر تمام طول موجهای نور داشته باشد، به طوری که پرتوهای ایکس قوی و امواج رادیویی متغیر به طور یکسان تحت تأثیر قرار گیرند.
اوه، و باید رابطه بین فاصله و قرمزشیفت را در مقیاسهای بسیار بزرگ دوباره تولید کند، که اصلاً نسبت ۱:۱ نیست وقتی به فاصلههای بسیار دور میروید.
اوه اوه، و این باید جهان را ایستا نگه دارد که با تمایلات طبیعی نسبیت عام در تضاد است.
اوه اوه اوه، و باید با نسبیت خاص و مکانیک کوانتومی سازگار باشد؛ هیچیک از اینها مکانیزمی برای بهطور تصادفی از بین بردن انرژی هر نوع تابش در حین سفر بدون هیچگونه تعامل نمیپذیرند.
بنابراین نور خسته یک ایده خستهکننده است. وقتی موانع آن را کنار هم میچینید، به سادگی جواب نمیدهد. اینگونه نیست که کل مفهوم بهطور قاطع نادرست باشد (این کار در فیزیک کمی دشوار است)، بلکه این است که هر بار کسی مدلی را درست کند، به سادگی شکست میخورد و باید آن را دور بیندازید. و تا به امروز، هیچکس نتوانسته است راهی برای خسته کردن نور پیدا کند که با تمامی مشاهدات همخوانی داشته باشد.
بنابراین، آیا این نتیجهگیری نهایی است؟ نور خسته کار نمیکند، و هیچ توضیح دیگری برای قرمزشیفت کهکشانها وجود ندارد. تنها چیزی که باقی میماند، یک جهان در حال گسترش است که ما از معیار FLRW برای توصیف آن استفاده میکنیم، که به ما یک ساعت جهانی میدهد.
خب، اگر این معیار نادرست باشد، چه؟
