Väsyneen valon teoria
Eräitä vääriksi osoitettuja malleja

On havaittu useita ilmiöitä, joiden selittäminen väsyneen valon avulla on perustavalla tavalla ongelmallista:
punasiirtymä on yhtä suuri kaikilla aallon­pituus­alueilla
sumenemista ei esiinny kaukaisimmillakaan kohteilla
supernovista on havaittu yksityis­kohtainen Hubblen relaatio (katso maailmankaikkeuden kiihtyvä laajeneminen)
kosmologisilla etäisyyksillä esiintyviin ilmiöihin liittyy tietyn suuruinen aikadilaatio.
Vuosien kuluessa on esitetty useita väsyneen valon mekanismeja. Samassa artikkelissa, jossa Fritz Zwicky esitti tällaisia malleja, hän itse katsoi jotkin mahdollisuudet pois­suljetuiksi. Yksin­kertaisimmassa muodossaan väsyneen valon teoria olettaa, että fotonin edetessä sen energia pienenee eksponenti­aalisesti suhteessa kuljettuun matkaan:
missä  E(x) on fotonin energia sen kuljettua matkan  x valonlähteestä,  E_{0} sen energia sen lähtiessä ja  R_{0} vakio, joka kuvaa avaruuden tai väliaineen vastusta. Jotta tämä vastaisi Hubblen lakia, vakion  R_{0} on oltava useita gigaparsekeja.

Esimerkiksi Zwicky pohti, voisiko Comptonin ilmiö selittää puna­siirtymän:
»... kaukaisista nebuloista tuleva valo siirtyisi kohti punaista näiden vapaiden elektronien aikaan­saaman Comptonin ilmiön vaikutuksesta] [...] Mutta kaikkiin suuntiin sirova valo tekisi tähtien­välisen avaruuden sietämättömän läpi­näkymättömäksi, minkä vuoksi edellä esitetty selitys ei kelpaa. [...] on selvää, että jokainen Comptonin ilmiöön tai muuhun sironta­prosessiin taikka Ramanin ilmiöön perustuva selitys on toivottomissa vaikeuksissa yrittäessään selittää kuvien hyvän tarkkuuden.»
Tätä kosmologisilla etäisyyksillä olevien kohteiden ”sumeutta”, joka olisi odotettavissa, ei ole havaittu, joskin tämän osoittamiseen varmuudella tarvittaisiin paljon suurempia kauko­putkia kuin on käytettävissä. Vaihto­ehtona Zwicky esitti erään­laisen Sachs-Wolfen ilmiöön perustuvan selityksen:
»Voisi olettaa spektri­viivojen siirtyvän sen vuoksi, että staattinen gravitaatio­potentiaali on eri suuri eri etäisyyksillä galaksin keskuksesta. Tämä ilmiö ei tietysti mitenkään riippuisi havaitun galaksin etäisyydestä omastamme eikä sen vuoksi voi tarjota mitään selitystä tässä artikkelissa käsitellylle ilmiölle.»
Zwickyn omat ehdotukset esitettiin huolellisesti niin, että myöhemmät havainnot saattaisivat falsifoida ne:
»... gravitationaalinen analogia Comptonin ilmiölle [...] On helppo nähdä, että edellä esitetty puna­siirtymä leventäisi näitä absorptio­viivoja epä­symmetrisesti punaista kohti. Jos nämä viivat voidaan valokuvata tarpeeksi korkealla dispersiolla, tämä viivan gravitaatio­keskuksen siirtymä antaa puna­siirtymän riippumatta sen järjestelmän nopeudesta, josta valo on peräisin.»
Tällaista absorptio­viivojen levenemistä ei ole havaittu suuren puna­siirtymän omaavilla kohteillakaan, joten tämä nimen­omainen hypoteesi on osoitettu vääräksi.
Samassa artikkelissa Zwicky huomautti myös, että väsyneen valon mallin mukaan etäisyyden ja puna­siirtymän välisen yhteyden pitäisi esiintyä oman galaksissamme tähtienkin valossa, joskin tämä puna­siirtymä saattaisi olla niin vähäinen, että se olisi vaikea mitata. Oman galaksimme valon­lähteistä hän kirjoittikin: ”Olisi erityisen toivottavaa, että puna­siirtymä voitaisiin määrittää kohteiden omasta nopeudesta riippumatta.” Tämän vuoksi tähtitieteilijät ovat kärsivällisesti kartoittaneet galaksin kolmi­ulotteisen nopeus-sijainti-faasi­avaruuden ja havainneet galaktisten kohteiden puna- ja sini­siirtymien olevan spiraali­galaksin tilastollisen jakauman mukainen, jotta sisäisen puna­siirtymän vaikutus ei häiritsisi tuloksia.
Zwickyn jälkeen Edwin Hubble ja Richard Tolman vertasivat vuonna 1935 etääntymisestä aiheutuvaa puna­siirtymää muista syistä aiheutuvaan ja kirjoittivat:
»... molemmat johtavat kuitenkin siihen käsitykseen, että jos puna­siirtymä ei aiheudu etääntymisestä, sen selitys edellyttää toden­näköisesti täysin uusia fysikaalisia periaatteita [... ja] samaan johtaa Einsteinin staattisen maailman­kaikkeuden mallin käyttö yhdistettynä oletukseen, että nebulan lähettämät fotonit matkalla kohti havaitsijaa menettävät energiaa jonkin tuntemattoman ilmiön vuoksi, joka on lineaarinen matkan suhteen ja johtaa taajuuden pienenemiseen ilman merkittävää etenemis­suunnan muutosta.»
Nämä edellytykset tulivat lähes mahdottomiksi täyttää, ja yleiseen suhteellisuus­teoriaan perustuvien puna­siirtymän ja etäisyyden välisen yhteyden selitysten suuri menestys on yksi keskeisimmistä syistä siihen, miksi maailman­kaikkeuden alku­räjähdys­malli on edelleen tutkijoiden parhaana pitämä kosmo­loginen malli.
Erwin Finlay-Freundlich ehdotti 1950-luvulla, että puna­siirtymä aiheutuisi siitä, että havaitut fotonit ovat menettäneet energiaansa kulkiessaan säteily­kentän läpi.. Häneen viitaten saman teorian hyväksyi myös Manchesterin yliopiston professori P. F. Browne Nature-lehdessä vuonna 1962 julkaistussa kirjoituksessaan. Kosmologian huomattavimpiin tutkijoihin kuuluva Ralph Asher Alpher kirjoitti Nature-lehteen kolme kuukautta myöhemmin kirjeen vastatakseen tähän olettamukseen, jota hän ankarasti arvosteli, sillä ”mitään yleisesti hyväksyttyä fysikaalista mekanismia ei ole esitetty tähän menetykseen”.
Siihen saakka, kunnes WMAP-avaruus­luotain ja nyky­aikaiset puna­siirtymän kartoitukset aloittivat niin sanotun ”tarkkuus­kosmologian aika­kauden”,  väsyneen valon malleja saatettiin silloin tällöin julkaista valta­virran julkaisuissa. Eräs sellainen julkaistiin Nature-lehdessä helmi­kuussa 1979, ja siinä oletettiin fotonien hajoavan kaareutuvassa aika-avaruudessa. Viisi kuukautta myöhemmin tätä teoriaa arvosteltiin samassa aikakauskirjassa, sillä se lainkaan sopinut yhteen niiden havaintojen kanssa, joita oli tehty gravitaatiopunasiirtymästä ja siihen liittyvästä Auringon reuna­tummenemisesta. Vuonna 1986 Astrophysical Journalissa julkaistiin artikkeli, jonka mukaan väsyneen valon teoriat selittäisivät puna­siirtymän paremmin kuin kosminen laajeneminen,  mutta kymmenen kuukautta myöhemmin samassa aika­kaus­kirjassa osoitettiin, etteivät sellaiset väsyneen valon mallit olleet sopu­soinnussa viimeisimpien havaintojen kanssa. Kun kosmo­logiset mittaukset tulivat yhä tarkemmiksi ja havainto­tietojen tilastollinen aineisto parani, väsyneen valon teoriat voitiin lopulta katsoa todistetun niin selvästi vääriksi, että vuonna 2001 Charles Seife saattoi kirjoittaa niiden kuuluvan ”lujasti fysiikan ulko­reunalle jo 30 vuotta sitten”. Spekula­tiivisissa julkaisuissa sellaisia kuitenkin esitetään toisinaan edelleen.
Tämä artikkeli tai sen osa on käännetty tai siihen on haettu tietoja muunkielisen Wikipedian artikkelista. 
Alkuperäinen artikkeli: en:Tired light