8.4 ารอธิบายเพียงหนึ่งเดียวของการเลื่อนสีแดงผ่านการขยายเมตริก

หน้าแรก ／ บทที่ 8: ทฤษฎีกรอบคิดที่ทฤษฎีเส้นพลังงานจะท้าทาย

เป้าหมายสามขั้นตอน
ส่วนนี้จะช่วยให้ผู้อ่านเข้าใจว่าทำไมการอธิบายการเลื่อนสีแดงว่าเป็น "การยืดตัวของอวกาศโดยรวม" ผ่านการขยายเมตริกจึงกลายเป็นกระแสหลัก มันจะชี้ให้เห็นถึงปัญหาการสังเกตและข้อโต้แย้งที่มันเผชิญ และแสดงให้เห็นว่าทฤษฎีเส้นใยพลังงาน (Energy Filament Theory, EFT) ได้ตีความข้อมูลชุดเดียวกันอย่างไรโดยใช้ "การเลื่อนสีแดงจากศักย์ความตึง + การเลื่อนสีแดงจากเส้นทางวิวัฒนาการ" ซึ่งทำให้ลักษณะเฉพาะของการขยายเมตริกหายไปโดยธรรมชาติ

I. ระเบียบปัจจุบัน

• ข้อโต้แย้งหลัก
  ในพื้นหลังที่สม่ำเสมอและอิสระจากทิศทาง อัตราส่วนขนาดของจักรวาลจะเพิ่มขึ้นตามเวลา เมื่อแสงเคลื่อนที่ ความยาวคลื่นของมันจะขยายตามสัดส่วน ทำให้ความถี่ลดลงและเกิดการเลื่อนสีแดง ยิ่งระยะทางไกลออกไป แสงก็เดินทางนานขึ้นและขยายมากขึ้น การเลื่อนสีแดงก็จะมากขึ้น
• ทำไมมันถึงได้รับความนิยม
  มันเป็นสิ่งที่เข้าใจได้ง่าย คำนวณง่าย ใช้พารามิเตอร์น้อย ไม่มีการกระจายตัวตามธรรมชาติ และสะดวกในการนำข้อมูลจากซูเปอร์โนวา, การสั่นสะเทือนของบารีออน (BAO), พื้นหลังไมโครเวฟจักรวาล (CMB) และการสังเกตอื่นๆ มาสอดคล้องกันในกรอบทางเรขาคณิตเดียว
• ควรทำความเข้าใจอย่างไร
  นี่คือลักษณะของการมองเห็นที่อยู่บนหลักการจักรวาลศาสตร์ที่แข็งแกร่ง การโครงสร้างและการพัฒนาในเวลาตามเส้นทางไม่ได้รับการพิจารณาว่าเป็นแหล่งที่มาหลักของการเลื่อนสีแดง

II. ความยากลำบากและข้อโต้แย้งในการสังเกต

• “ความตึง” ระหว่างวัตถุที่ใกล้และไกล
  การคำนวณความชันของการเลื่อนสีแดงจากการประมาณค่าระยะทางใกล้และพื้นหลังในยุคแรกแสดงถึงความแตกต่างทางระบบ หากการเลื่อนสีแดงมาจากการยืดตัวทั่วโลก ความแตกต่างเหล่านี้มักจะถูกจัดเก็บในข้อผิดพลาดทางระบบหรือความแปลกประหลาดในท้องถิ่น
• ความสอดคล้องเล็กน้อยในทิศทางและสภาพแวดล้อม
  ในตัวอย่างที่มีความแม่นยำสูง, ค่าคงที่ระหว่างการเลื่อนสีแดงและระยะทางมักจะแสดงแนวโน้มที่เล็กน้อยที่ขึ้นอยู่กับทิศทางหรือสภาพแวดล้อม ความแตกต่างเล็กๆ เหล่านี้ขาดการอธิบายทางกายภาพภายใต้กรอบ "แหล่งที่มาที่เดียวคือลาก"
• ความทรงจำของวิวัฒนาการตามเส้นทาง
  ฟอทอนเดินทางผ่านกลุ่มกาแล็กซี, ช่องว่าง และใยทางจักรวาล, โดยที่สนามศักย์ของมันพัฒนาอย่างช้าๆ ตลอดเส้นทาง การพิจารณาผลกระทบทั้งหมดนี้เป็นเพียงส่วนประกอบข้างเคียงทำให้ข้อผิดพลาดเล็กๆ ระหว่างซูเปอร์โนวา, เลนส์อ่อน และเลนส์แข็งไม่สามารถจัดกลุ่มในสมการกายภาพเดียวกันได้
• การแยกแยะที่ไม่เพียงพอ
  การอธิบายการเลื่อนสีแดงทั้งหมดว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงขนาดจะทำให้ความแตกต่างเล็กน้อยจากแหล่งที่มาที่แตกต่างกันหายไป ทำให้ลดความสามารถในการวินิจฉัยโครงสร้างขนาดใหญ่และวิวัฒนาการของเวลาออกจากค่าคงที่

ข้อสรุปย่อ
การขยายเมตริกเชื่อมโยงการแสดงผลที่กว้างขวางได้อย่างสวยงาม แต่การมองว่าเป็นแหล่งที่มาที่เดียวของการเลื่อนสีแดงจะทำให้สูญเสียคุณค่าการอธิบายของสัญญาณที่มีเสถียรภาพและเบาที่มาจากทิศทาง, สภาพแวดล้อม และความทรงจำของวิวัฒนาการ

III. การตีความของ EFT และการเปลี่ยนแปลงที่ผู้อ่านสามารถสังเกตได้

EFT ในหนึ่งประโยค
บทนี้จะหลีกเลี่ยงการเล่าเรื่องของ “การยืดตัวของอวกาศโดยรวม” การเลื่อนสีแดงมาจากสองผลกระทบที่เกี่ยวข้องกับความตึง: การเลื่อนสีแดงจากศักย์ความตึง และการเลื่อนสีแดงจากเส้นทางวิวัฒนาการ ประเภทแรกคือความแตกต่างของนาฬิการะหว่างจุดที่แหล่งและจุดที่สังเกตมีศักย์ความตึงที่แตกต่างกัน ขณะที่ประเภทที่สองคือการเคลื่อนที่ของความถี่ที่สะสมเนื่องจากความไม่สมมาตรของการเข้าและออกจากทิวทัศน์ที่กำลังวิวัฒนาการ แม้ว่าเขตทัศนียภาพจะคงที่ แม้ว่าจะมีการสั่นสะเทือนของอวกาศก็จะไม่ทิ้งการเคลื่อนที่ของความถี่

การเปรียบเทียบแบบสัญชาตญาณ
ลองนึกถึงการสังเกตว่าเป็นการแสดงที่ยาวนาน ถ้าฐานการตั้งเสียงในจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดแตกต่างกัน ทั้งหมดของบทเพลงก็จะไม่ตรงกัน ซึ่งตรงกับการเลื่อนสีแดงจากศักย์ความตึง ขณะที่ในระหว่างการเดินทางเวทีค่อยๆ เปลี่ยนแปลง และความไม่สมมาตรของสภาพแวดล้อมในการเข้าและออกจะเพิ่มการปรับจูนที่คงที่ ซึ่งตรงกับการเลื่อนสีแดงจากเส้นทางวิวัฒนาการ เมื่อรวมทั้งสองอย่างเข้าด้วยกันจะได้ภาพของ "ยิ่งไกลยิ่งแดง"

สามประเด็นหลักในการตีความของ EFT

• การลดความสำคัญ
  การขยายเมตริกถูกลดระดับจาก "สาเหตุเดียว" ไปเป็นภาพลักษณ์ในระดับศูนย์ ข้อมูลดูเหมือนจะขยายออก แต่แหล่งกายภาพที่แท้จริงคือการสะสมของเวลาในสองประเภทการเลื่อนสีแดงที่เกิดจากความตึง
• แหล่งกายภาพของการเบี่ยงเบนเล็กน้อย
  การพึ่งพาทิศทางและสภาพแวดล้อมมาจากการสร้างภาพของทิวทัศน์จากการเลื่อนสีแดงจากเส้นทางวิวัฒนาการ ความแตกต่างระหว่างใกล้และไกลเทียบเท่ากับการตัวอย่างจากเส้นทางและช่วงเวลาของวิวัฒนาการที่แตกต่างกัน สิ่งเหล่านี้ไม่เป็นเพียงแค่สัญญาณรบกวน แต่เป็นเบาะแสที่สามารถอ่านได้
• วิธีสังเกตใหม่
  โดยการจัดกลุ่มค่าคงที่ในซูเปอร์โนวา, BAO, เลนส์อ่อน, และความล่าช้าของเลนส์แข็งตามทิศทางและสภาพแวดล้อมภายนอกที่เหมือนกัน ความเบี่ยงเบนเล็กน้อยเหล่านี้สามารถลดลงได้ผ่านแผนที่ศักย์ความตึงเดียวกัน ทำให้สามารถใช้ข้อมูลข้ามการทดลองได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เบาะแสที่สามารถทดสอบได้ (ตัวอย่าง)

• ข้อจำกัดที่ไม่มีการกระจาย: การเบี่ยงเบนของการเลื่อนสีแดงตามเส้นทางเดียวกันเคลื่อนที่ร่วมกันในทุกช่วงคลื่นจากแสง, ใกล้อินฟราเรด, และคลื่นวิทยุ หากมีการเบี่ยงเบนสีที่ชัดเจนจะไม่รองรับการเลื่อนสีแดงจากเส้นทางวิวัฒนาการ
• การจัดเรียงทิศทาง: การเบี่ยงเบนของซูเปอร์โนวา Hubble, ความแตกต่างเล็กน้อยของมาตราส่วน BAO และการรวมตัวในลักษณะใหญ่จากเลนส์อ่อนแสดงการเบี่ยงเบนเล็กน้อยที่ไปในทิศทางเดียวกัน
• ความแตกต่างของภาพหลายภาพ: ในการเลนส์แข็งหลายภาพของแหล่งเดียวกัน หลังจากหักการเปลี่ยนแปลงในตัวแหล่งแล้ว การเบี่ยงเบนจากการเลื่อนสีแดงและเวลาการมาถึงควรแสดงความสัมพันธ์ที่อ่อนมากจากแหล่งเดียวกัน
• การเปรียบเทียบระหว่างสองซีกฟ้าและการเคลื่อนที่ของสภาพแวดล้อม: ค่าทางสถิติเดียวกันในทั้งสองข้างของท้องฟ้าแสดงความแตกต่างที่มีขนาดย่อยต่ำกว่าหนึ่งเปอร์เซ็นต์ และการเบี่ยงเบนในเส้นทางที่ผ่านโครงสร้างที่หลากหลายมากขึ้นจะแตกต่างเล็กน้อย ซึ่งสอดคล้องกับการจัดทิศทางของแผนที่ศักย์ความตึงที่อ่อน

การเปลี่ยนแปลงที่ผู้อ่านสามารถสังเกตได้

• ระดับมุมมอง
  ไม่ถือว่าการยืดตัวของอวกาศเป็นสาเหตุเดียวของการเลื่อนสีแดง แต่ใช้การอธิบาย “ยิ่งไกลยิ่งแดง” ผ่านสองประเภทของการเลื่อนสีแดงที่เกี่ยวข้องกับความตึง
• ระดับวิธีการ
  เปลี่ยนจากการทำให้ค่าคงที่ราบเรียบไปใช้การสร้างภาพค่าคงที่ โดยการจัดกลุ่มเบี่ยงเบนเล็กน้อยข้ามการทดลอง
• ระดับการคาดการณ์
  ให้ความสำคัญมากขึ้นกับรูปแบบที่อ่อนโยนซึ่งสอดคล้องกับทิศทางที่เหมือนกัน, การเคลื่อนที่ของสภาพแวดล้อม, และความแตกต่างเล็กน้อยที่เกี่ยวข้องกับภาพหลายภาพจากเลนส์แข็ง มากกว่าการพึ่งพาพารามิเตอร์การจำลองทั่วโลก

การชี้แจงความเข้าใจผิดที่พบบ่อย

• EFT ปฏิเสธการเลื่อนสีแดงหรือไม่?
  ไม่ การตีความใหม่เป็นการอธิบายแหล่งที่มาของมัน ไม่ใช่การปฏิเสธปรากฏการณ์
• จะย้อนกลับไปยังความคิดเก่า ๆ เช่น “ความเหนื่อยล้าของฟอทอน” หรือไม่?
  ไม่ การเลื่อนสีแดงจากเส้นทางวิวัฒนาการเป็นการเคลื่อนที่ของความถี่ที่ไม่มีการกระจาย ไม่เกี่ยวข้องกับการดูดซับหรือการกระจายพลังงาน
• เรายังสามารถได้ความสัมพันธ์เชิงเส้นที่ใกล้เคียงที่การเลื่อนสีแดงต่ำได้หรือไม่?
  ได้ ทั้งสองประเภทการเลื่อนสีแดงจะบวกกันในเชิงเส้นในกรณีที่อยู่ใกล้ และจะฟื้นคืนความสัมพันธ์ที่คุ้นเคยกับกฎ Hubble
• จักรวาลกำลัง “ขยาย” หรือไม่?
  การสังเกตแสดงให้เห็นว่าระยะทางไกลมีสีแดงมากขึ้น ซึ่งเป็นความจริง ดูเหมือนว่าทั้งหมดกำลังขยายออกไป แต่ใน EFT สาเหตุไม่ใช่การขยายของอวกาศ แต่คือการสะสมของการเคลื่อนที่ของความถี่จากการเลื่อนสีแดงจากศักย์ความตึงและการเลื่อนสีแดงจากเส้นทางวิวัฒนาการตามเวลา

สรุปของส่วนนี้
การอธิบายการเลื่อนสีแดงทั้งหมดด้วยการขยายเมตริกนั้นเรียบง่าย แต่มันปิดบังรูปแบบที่เสถียรและเบาในทิศทางและสภาพแวดล้อม EFT ตีความข้อมูลชุดเดียวกันด้วยการเลื่อนสีแดงจากศักย์ความตึง + การเลื่อนสีแดงจากเส้นทางวิวัฒนาการ โดยคงเอาไว้ซึ่งลักษณะ “ยิ่งไกลยิ่งแดง” ขณะที่ทำให้ค่าคงที่เป็นเหมือนพิกเซลของแผนที่ศักย์ความตึง ช่วยให้การใช้ข้อมูลข้ามการทดลองมีประสิทธิภาพมากขึ้น ดังนั้น การอธิบาย “การเลื่อนสีแดงจากการขยายเมตริกเพียงอย่างเดียว” จึงไม่จำเป็นอีกต่อไป