Tappar långväga strålning energi på vägen?

Universum anses expandera eftersom strålning från andra galaxer är mer rödförskjuten ju längre den färdats – något som tolkas som en dopplereffekt. Kan förklaringen i stället vara att de långväga signalerna under årmiljonerna tappar en aning av sin energi?

/Svante Hjertstrand

Publicerad 2021-10-10

Universums expansion kan förklara varför strålningen blir allt rödare ju längre bort galaxen befinner sig.
Image: Getty images

Svar av Martin Sahlén, astronom, Uppsala universitet

Det stämmer att den rödförskjutning hos strålning från avlägsna galaxer som vi observerar anses vara orsakad av att universum expanderar. Teorier om att rödförskjutningen skulle bero på att strålningen förlorar energi på något annat sätt har diskuterats sedan 1920-talet, och brukar ofta gå under beteckningen ”trött ljus” (tired light på engelska). Sedan 1980-talet är den tanken i allt väsentligt utesluten av data från observationer. Det är särskilt tre saker som talar mot denna idé:

Om rödförskjutningen skulle bero på någon form av växelverkan längs vägen så borde denna störning öka med avståndet och göra objekt suddigare ju längre bort de befinner sig. Någon sådan effekt kan vi inte observera.
Idén kan heller inte förklara varför mer avlägsna supernova-explosioner ser ut att äga rum över betydligt längre tid än mer närbelägna, trots att de i princip bör ta samma tid på sig.
Slutligen har ”trött ljus” svårt att förklara den kosmiska bakgrundsstrålningens mycket jämna temperatur i alla riktningar.

Universums expansion kan enkelt och naturligt förklara allt detta. Det är fortfarande möjligt att strålning skulle kunna förlora små mängder energi via växelverkningar med andra partiklar på vägen till oss, vilket skulle kunna ge observerbara effekter, men det kan inte vara orsaken till den rödförskjutning som vi ser generellt hos avlägsna galaxer.

Angående begreppet dopplereffekt så kan det tilläggas att den rödförskjutning i universum som vi här talar om egentligen inte är en dopplereffekt, även om det finns likheter. Dopplereffekten är en frekvensförändring som uppstår på grund av objekts egen rörelse – som att tonhöjden sjunker när en ambulanssiren passerar. Men rödförskjutningen av avlägsna galaxer beror inte på galaxernas rörelser, utan på att ljuset påverkas av universums expansion.