¿Es posible que el corrimiento al rojo de las galaxias sea causado por algo más que la expansión del espacio?

Publiqué más o menos lo mismo en respuesta a otra consulta sobre si la "luz cansada" todavía tiene algo de agua. No creo que haya ninguna duda de que los desplazamientos hacia el rojo que vemos en los espectros de los objetos distantes son desplazamientos Doppler reales que pueden explicarse por un universo en expansión. Una evidencia crucial que parece ser ignorada por casi todos los que promueven la "luz cansada" o similar, es que la expansión del universo no solo da como resultado el desplazamiento hacia el rojo de la luz, sino que también da como resultado la dilatación del tiempo de otros fenómenos observados.

Una observación clave es que las curvas de luz de la supernova de Tipo Ia, que deberían ser casi exactamente consistentes ya que surgen de un fenómeno astrofísico muy consistente, la detonación de una enana blanca cerca de la masa de Chandrasekhar, se vuelven más anchas a mayores corrimientos al rojo. La cantidad de ensanchamiento es exactamente proporcional a la cantidad de corrimiento al rojo$(1+z)$. es decir, la dilatación cosmológica del tiempo funciona como se esperaba para un universo en expansión, véase, por ejemplo, Blondin et al. (2008) . Un "desplazamiento gradual hacia el rojo" de la luz a medida que viajaba una distancia no puede explicar esta dilatación del tiempo.

El siguiente gráfico muestra cómo el "factor de desdilatación" medido de las curvas de luz tipo Ia depende de su corrimiento al rojo (de Blondin et al. 2008). va como$(1+z)^{-1}$, exactamente como se esperaba (bien dentro del 10%). La línea discontinua horizontal es lo que se esperaría de una "luz cansada" (sin dilatación del tiempo) y se rechaza a 10 sigma.

Este método exacto fue propuesto por Wilson (1939) como una prueba de la teoría del universo en expansión frente a la "disipación gradual de la energía fotónica" (también conocida como "luz cansada"). La prueba ha sido superada con creces.

Cualquier hipótesis alternativa de por qué el desplazamiento hacia el rojo de las galaxias es proporcional a su distancia también debe explicar por qué la duración de las supernovas de tipo Ia se alarga por el mismo factor.$(1+z)$. O, si no se trata de un cambio arbitrario en las propiedades de las supernovas de tipo Ia con el tiempo, entonces una teoría alternativa debe explicar por qué los fotones emitidos al comienzo de una explosión de supernova parecen tardar menos en llegar a nosotros que los emitidos. hacia el final de la supernova.

Tu último párrafo da en el blanco.

La Relatividad General parece ser una buena teoría, al menos parece estar respaldada por la evidencia experimental disponible . Si hacemos un par de suposiciones aparentemente plausibles sobre el universo (homogeneidad e isotropía), entonces la Relatividad General predice que el universo está (aproximadamente) descrito por la métrica FLRW , y la métrica FLRW predice el desplazamiento hacia el rojo cosmológico.

Si decide que el desplazamiento hacia el rojo cosmológico es causado por la luz cansada , o cualquiera de las otras sugerencias que han surgido a lo largo de los años, entonces hay un problema porque la métrica FLRW no puede describir el universo. Eso significa que nuestras suposiciones sobre el universo son incorrectas o GR es incorrecto, y ninguna posibilidad parece ni remotamente plausible.

Se han sugerido alternativas, por ejemplo, la pérdida de impulso de los fotones debido a las interacciones con el plasma. Acabo de revisar un artículo que en realidad encontró que este mecanismo explicaba las variaciones, a medida que uno varía la línea de visión, en el valor observado empíricamente de la constante de Hubble. Es decir, las fluctuaciones estadísticas en la medición de la constante de Hubble varían en 20 000 partes por millón, según la línea de visión que adopte.

Aquí hay una cita: "Los mapas de todo el cielo de la variación observada de la constante de Hubble se pueden reproducir desde un punto de vista teórico introduciendo un plasma intergaláctico con una densidad variable de electrones".

El artículo, que pensé que era una publicación razonable y merecía, cita otros artículos respetables en la literatura, incluido un artículo de revisión de L. Marmet, "Survey of Redshift Relationships for the Proposed Mechanisms at the 2nd Crisis in Cosmology Conference", en: F Potter (Ed.), Serie de conferencias de la Sociedad Astronómica del Pacífico , vol. 413, 2009, 315-335.

Para obtener más información sobre el plasma intergaláctico de electrones, consulte DL Mamas, "Una explicación del corrimiento al rojo cosmológico", Ensayos de física 23 (2010), 326.

Ninguna de las alternativas sugeridas ha recibido todavía un consenso de aceptación por parte de quienes favorecen la explicación del efecto Doppler, que es la explicación de consenso aceptada en la actualidad.

Puede ser instructivo ver cómo se mide el desplazamiento hacia el rojo:

Esto describe el cambio Doppler, retrocediendo al rojo, acercándose al azul.

Existe lo que ellos llaman la escala de distancia cósmica, una combinación secuencial de métodos para estimar distancias cósmicas.

El desplazamiento doppler no sería suficiente para decirnos sobre la expansión o la contracción o el estado estacionario, si no existiera la información de los espectros atómicos. Es el desplazamiento de los espectros lo que mide el cambio infrarrojo y, por lo tanto, la velocidad del objeto que emite la luz.

De abajo hacia arriba, estrella, galaxia cercana, galaxia de distancia media, distancia lejana, y las líneas se identifican con átomos específicos ( lea el enlace ). La galaxia cercana se está alejando de nosotros (por el cambio en las líneas) al 1% de la velocidad de la luz.

Si fueran dispersiones, las líneas serían borrosas, no reconocibles, no claras como las medimos. La interpretación más económica de las distancias (medidas con la escala de distancia cósmica) y los corrimientos al rojo es que todo se aleja de nosotros. Los físicos eligen los modelos más frugales.

Los objetos con una gravedad realmente grande también provocan un desplazamiento hacia el rojo.

La respuesta es un rotundo SÍ.
Un átomo más grande en el pasado explica todas las características observadas, a saber, el corrimiento al rojo y la dilatación del tiempo.

de las Preguntas frecuentes sobre cosmología de Ned Wright :
P: ¿ Se está expandiendo el Universo o es solo que nuestras definiciones de longitud y tiempo están cambiando?

R: Las definiciones de duración y tiempo no cambian en el modelo estándar. El segundo sigue siendo 9192631770 ciclos de un reloj atómico de Cesio y el metro sigue siendo la distancia que recorre la luz en 9192631770/299792458 ciclos de un reloj atómico de Cesio.

En física, las unidades de medida se derivan de las propiedades del átomo. Este hecho nos hace insensibles a cualquier eventual cambio atómico y, no se encontró una sola ley sensible al tamaño absoluto y real de los átomos.
El estudio de la evolución del universo debe hacerse desde arriba , no dependiendo de las propiedades atómicas, y ya se hizo aquí (arxiv) con una prueba más formal aquí (vixra pdf) .

Es cierto que en el SM "Las definiciones de duración y tiempo no están cambiando" pero mostraré que deberían variar. En el pasado, varios autores intentaron variaciones en unidades o en constantes como$G,c$y fallaron porque no entendieron que todas las unidades M, L, T, Q (masa, longitud, tiempo y carga) deben variar en sincronía para mantenerse alineadas con la forma en que las definimos. En otras palabras, las unidades se derivan del tamaño del átomo , cualquiera que sea.

A continuación, mostraré en ecuaciones que un átomo más grande en el pasado reproduce exactamente las características que vemos en los cielos (desplazamiento al rojo de la luz antigua, dilatación del tiempo de eventos antiguos - reloj más lento).

Por ejemplo , la definición de la masa del electrón$m_e$es una tautología : en resumen, la masa del electrón es una masa del electrón. Largo: la masa del electrón es una pequeña parte de la unidad kg, que es igual a la masa de los átomos X (prototipo en París), cada átomo a su vez tiene la masa de protones, neutrones y energía de enlace expresable en$m_e$.

Lo que NO varía: constantes adimensionales como$\alpha$(la estructura fina) y propiedades dependientes del espacio$c, \varepsilon_0,G$.

Las unidades M,L,T,Q varían (dilatación, una escala autosimilar) en sincronía con el átomo bajo la ley$\alpha(t)$(ver abajo)
la velocidad y la fuerza son insensibles a la escala.

Las leyes más fundamentales son insensibles a esas variaciones, es decir, la fuerza es siempre la misma. Usando el análisis dimensional verifique que la suma de los exponentes sea cero :
2da ley de Newton:$[M^1][L^1][T^{-2}]$
Interacción electromagnética${M^{-1}}{Q^{2}}{L^{-3}}{T^{2}}$
interacción gravitacional$M^{-1}L^{3}T^{-2}$

¿Por qué cambia la unidad de tiempo? porque es proporcional a dos niveles de energía específicos, de un átomo específico, que a su vez depende de la distancia entre dos orbitales específicos que finalmente depende de$m_e$cual es$\propto \alpha(t)$.

Terror: el$h$variar constante como$\alpha^2$(la suma de los exponentes es 2 del análisis dimensional$M^1L^2T^{−1}$)
(El Horror es porque todos asumen como sagrado que el$h$es una constante universal sin pensar más que depende de las unidades - ver comentario A abajo sobre la ley de Planck)
Radio de Bohr :$\propto \alpha$
Energía :$[M^1L^2 T^{−2}]$es decir$\alpha$
La ecuación de Schrödinger es$\propto \alpha$(WP - "En lenguaje sencillo, significa "la energía total es igual a la energía cinética más la energía potencial")

Espectros atómicos : la relación de Sommerfeld,$E_{j,n}=−m_e∗f(j,n,\alpha,c)$de este modo$\propto \alpha(t)$muestra, sin ninguna duda, que el corrimiento al rojo puede ser explicado por un átomo 'más grande'.

Nota:
La ley de evolución de las unidades se derivó para ser

Algunas consecuencias de este punto de vista son:
Se aplica a todas las escalas a diferencia de la SM que nadie sabe aplicar localmente. Permite que las órbitas se amplíen con el paso del tiempo y la Paradoja de la Tierra Joven se derrumbe (vixra pdf) .

Un parámetro$H_0$es suficiente para explicar la evolución del universo a gran escala en lugar de la pila SM (6 parámetros).
No hay necesidad de invocar GR (el espacio es plano, ¿no?), ni BB, ni inflación cosmológica, ni constante cosmológica, ni expansión espacial, ni movimiento superlumínico, ni Energía Oscura, y se mostrará en el futuro sin materia oscura.
La comunidad de físicos adoptó, por consenso, la expansión SM sin saber que es posible otro modelo bastante simple. ¿Leer o no leer ese documento vixra? Esa es la pregunta. Depende de los lectores.

En el pasado la física y los filósofos decían:

de X no podemos obtener X+Y, por el Principio de Razón suficiente . (sustituya X por ESPACIO y X + Y por ESPACIO + ESPACIO, y el ESPACIO no es nulo)

Se está preparando un documento más reciente llamado "Sobre la evolución del universo ".

unas pocas frases de él:
2.2 ¿Se expande el espacio o disminuye la unidad de longitud?
Las dificultades de todas las teorías cosmológicas indican que se debe prestar especial atención a los fundamentos y suposiciones detrás de todo el trabajo teórico presentado hasta ahora. Al lograr este objetivo, surgen varios aspectos cuestionables, pero uno es particularmente relevante: la afirmación “el espacio se expande” es una afirmación absoluta de un resultado que no es absoluto. La forma correcta de la declaración es "el espacio se expande en unidades estándar". Debido a que la materia tiene propiedades invariantes en unidades estándar, esta ocurrencia relativa puede resultar de tres fenómenos diferentes: expansión del espacio, evanescencia de la materia o variaciones tanto en el espacio como en la materia a diferentes velocidades.
A priori, la afirmación “el espacio se expande” es tan válida como la afirmación “el universo gira a nuestro alrededor en 24 h” , ambas son afirmaciones de lo que se observa sin tener en cuenta que estas observaciones no son absolutas sino relativas a nosotros. Por supuesto, hay sólidas razones que respaldan ambas afirmaciones.
La razón que sustenta la forma antropocéntrica “el espacio se expande” es la siguiente: sólo en las unidades que verifican el concepto de cuerpo de referencia se sabe que las leyes físicas son válidas. Todas las unidades estándar admiten este concepto, incluso cuando se definen a partir de constantes que se supone que representan propiedades del espacio, como las unidades de Planck. Por tanto, este tipo de unidad, hasta donde se sabe, es privilegiada para la descripción del universo. Sin embargo, también se sabe que la invariancia de la unidad de longitud estándar es solo aparente, como destacó Einstein cuando llamó al cuerpo de referencia "molusco de referencia" [10]. Además, en contraste con el caso de la rotación de la Tierra, donde la posibilidad de que la Tierra gire a una velocidad tan rápida sin ser notada parecía imposible, aquí,

3 Modelo de dilatación
El siguiente análisis asume la plena validez de las leyes de la física para el escenario en el que se establecieron, es decir, el espacio y la materia invariantes, así como su validez en este universo en evolución dentro de la precisión de las mediciones de los datos actuales; de esta manera, no hay conflicto posible con la física probada. También se supone que todas las constantes se mantienen invariantes en unidades estándar ; tenga en cuenta que no sabemos, por ejemplo, si la constante de Boltzmann tenía en el pasado distante el mismo valor que tiene hoy; esta invariancia se asume porque es el escenario más simple y porque está de acuerdo con las características de un fenómeno autosimilar. No hay hipótesis ad hoc;por tanto, el modelo no se puede ajustar por ajuste paramétrico, y su validez no depende de hipótesis ad hoc. El modelo se obtiene por deducción de dos resultados fundamentales de las observaciones cósmicas (en unidades estándar):
la expansión del espacio es una dilatación y las constantes de campo son invariantes. No se hacen consideraciones de naturaleza cosmológica (por ejemplo, sobre un campo gravitatorio cosmológico, o curvatura del espacio), de acuerdo con 2.1. Naturalmente, no hay distinción entre "escala cósmica" y "escala local" para el modelo de dilatación.

comentario A: sobre la ley de Planck

... El Apéndice A presenta el caso de la ley de Planck, que es una ley local, es decir, no depende de la distancia ni del tiempo y es de importancia crítica para el análisis de datos cósmicos. Como se muestra allí, los observadores A (tómicos) y S (paso) miden la misma temperatura para un radiador de Planck, pero el observador S observará una longitud de onda decreciente para la radiación máxima, mientras que para A, este valor se mantiene invariable. Esta discrepancia se debe a las diferentes unidades de longitud; sin embargo, ambas observaciones verifican la fórmula de Planck porque el valor de la constante de Planck varía en consecuencia en S.

comentario B: Sobre la evanescencia de los fotones
La evanescencia de un fotón en S (con$\alpha^2$) y en A (con$\alpha$, que está implícito en la evanescencia del campo, tiene una importante consecuencia conocida: un fotón producido localmente es idéntico a un fotón que llega desde una fuente distante.
... la evanescencia de los fotones es desconcertante para el observador A(tomic), que no es consciente de la evanescencia de los campos. La expansión del espacio produce una disminución en la densidad de energía con$\alpha^3$pero no con$\alpha^4$. El observador A puede encontrar una asociación lógica: a medida que la frecuencia cambia con la expansión del espacio, esta evanescencia de la energía fotónica mantiene una constante de Planck invariante en A a lo largo de la propagación de la radiación. Sin embargo, no se puede asumir que la invariancia de la constante de Planck sea la causa de la variación de energía de un fotón mientras se propaga. Sobre todo, en el marco del modelo estándar, se supone que existe la conservación de la energía: la evanescencia de los fotones es una violación de los principios fundamentales de la física del modelo estándar. Por lo tanto, es necesario explicar qué sucede con la energía faltante de las ondas electromagnéticas. Este problema surge para todas las teorías de expansión espacial.La respuesta es que los campos se desvanecen en relación con el espacio, lo que resuelve dos problemas del modelo estándar: por qué la expansión no se detecta localmente mediante mediciones de corriente y por qué la densidad de energía de la radiación disminuye con la cuarta potencia de la tasa de expansión (negativa).
En el modelo de Dilatación, no hay conservación de energía como se define actualmente; por tanto, la evanescencia del campo y la correspondiente disminución de la densidad de energía no violan ningún principio fundamental. Aún así, el fenómeno también es un misterio.Para explicar este resultado, se puede considerar que la evanescencia de la materia y de su campo estático puede alimentar la expansión del campo. En este caso, uno puede esperar que la cantidad total de alguna entidad aún desconocida, relacionada tanto con la materia como con el campo, deba mantenerse constante durante el proceso de expansión del campo; comprender este proceso es una nueva línea de investigación.