Expansie leidt tot verdunning
De gangbare verklaring voor de kosmologische roodverschuiving is, dat deze het gevolg is van de uitrekking van de golflengte van het lang geleden uitgezonden licht ten gevolge van de expansie van de ruimte (eigenlijk van de ruimte-tijd), die al vanaf het ontstaan van het heelal plaatsvindt.
Maar deze, typisch op licht als een golfverschijnsel gebaseerde, interpretatie strookt niet met mijn opvatting van een foton als een ‘deeltje in een golf′. Ik zal daarom een verklaring geven die en beter overeenkomt met de hier gegeven verklaring van het ontstaan van het heelal en die recht doet aan de echte deeltjeseigenschappen van het foton.
Wij hebben geconstateerd dat er, na de oorspronkelijke samenballing, een expansie van de subta heeft plaatsgevonden die nog steeds doorgaat. Deze expansie leidde tot een zodanige verdunning van de subta dat er, door annihilatie van kleine hoeveelheden van een teveel- en een tekortversie van een van de samenstellende media, gaten vielen die de basis voor onze materie vormden. Maar de voortgaande expansie betekent dat kort na het ontstaan van het heelal de dichtheid van de subta aanzienlijk hoger moet zijn geweest dan hij nu is.
Gevolgen van de vroeger grotere dichtheid van de subta
Wij kennen nu een aantal verschijnselen die een normale snelheid c hebben. Maar dit is een snelheid bij de huidige dichtheid van de subta. Vroeger moet dit anders geweest zijn en ik zal daarvan een aantal voorbeelden noemen.
Gevolgen voor de vroegere lichtsnelheid
Het is een vertrouwd verschijnsel dat voor een golf geldt dat hoe hoger de dichtheid van het medium hoe hoger de snelheid van de golf. Omdat licht zich golfvormig voortplant door de subta, in de vorm van een fotongolf die een deeltje vervoert, neem ik aan dat de vroeger grotere subtadichtheid geleid heeft tot een vroeger evenredig hogere lichtsnelheid c + g.
Hoe groot was de vroegere lichtsnelheid?
De grootte van de roodverschuiving wordt meestal aangegeven met de waarde z, waarbij geldt dat de door het verre object uitgezonden spectrale frequentie ν = c / λ, bij detectie op aarde is verlaagd tot ν ‘ = ν / (1 + z ). Dit betekent, bij de huidige normale lichtsnelheid c, dat c / λ‘ = c / ((1 + z ) λ) en dus dat λ‘ = (1 + z ) λ en dit is tevens de oorspronkelijke, onveranderde golflengte. Voor de vroegere situatie, waarbij de lichtsnelheid c + g was, moet dus gegolden hebben ν = (c + g ) / ((1 + z ) λ) = c / λ en dus was c + g = (1 + z ) c. De oorspronkelijke lichtsnelheid op een afstand met een roodverschuiving z bedroeg dus c ‘ = (1 + z ) c.
Gevolgen voor de ‘op- en onderduik’ snelheid
Gatdeeltjes zélf bezitten bij het ‘op- en onderduiken’ geen golfkenmerken – de onderstroom waarin zij duiken is wél een (transversale) golf – en daarom zal hun snelheid in de vroeger dichtere subta lager zijn geweest (wij mogen aannemen dat de snelheid van deze deeltjes in dezelfde mate lager was als de snelheid van de fotongolf en dus van fotonen toen hoger was). Hierdoor was ook de intrinsieke frequentie vroeger bij een hogere subtadichtheid in diezelfde mate lager.
Oude ‘klokken’ liepen langzamer
Zoals wij gezien hebben vormt de intrinsieke frequentie de basis voor een nauwkeurige tijdmeting. Omdat vroeger, bij een hogere subtadichtheid, de intrinsieke frequentie (omdat het een ‘op- en onderduiken’ van deeltjes betreft) lager was zouden denkbeeldige klokken op een hemellichaam op een afstand die hoort bij een roodverschuiving z in die tijd met een factor 1 / (1 + z ) langzamer gelopen hebben.
De spectrale frequenties waren vroeger dezelfde als ze nu zijn
De intrinsieke frequentie is een fundamenteel verschijnsel dat invloed heeft op alle processen in een uit gatdeeltjes opgebouwd atoom. Omdat daarom alle nucleaire processen bij de vroeger hogere subtadichtheid langzamer verliepen zullen ook de energieniveaus van de elementaire deeltjes in die tijd in dezelfde mate lager geweest zijn. Wij hebben hiervoor gezien dat de intrinsieke frequentie ook fungeert als ijkfrequentie voor de relatie tussen de door het atoom uitgezonden of ontvangen energie en de frequentie van het geëmitteerde of geabsorbeerde foton. Omdat de factoren die een rol spelen bij het bepalen van de spectrale frequentie in dezelfde mate vertraagd zijn, moeten de spectrale frequenties van het vroeger uitgezonden licht dezelfde zijn geweest als ze tegenwoordig zijn.
Omdat de lichtsnelheid bij het begin van de expansie lager was moet dus de goflengte van het vroeger uitgezonden licht in dezelfde mate langer zijn geweest. Hierdoor had het 13 miljard jaar geleden door bijvoorbeeld waterstof uitgezonden licht dezelfde frequentie als het nu nog heeft, maar met een hogere lichtsnelheid en een in dezelfde mate langere golflengte.
Een afnemende lichtsnelheid leidt tot roodverschuiving
In de loop van miljarden jaren wordt de subtadichtheid geleidelijk minder en neemt dus de lichtsnelheid geleidelijk af. Er is echter geen reden waarom de golflengte zou veranderen bij een afnemende subtadichtheid.
Stel dat vroeger bij de emissie het licht een normale spectrale frequentie ν = c / λ had en een snelheid c + g. Dan is bij de huidige subtadichtheid de snelheid van het licht afgenomen tot de nu normale snelheid c en is de golflengte gelijk gebleven aan de oorspronkelijke golflengte λ‘ = ((c + g ) / c )⋅λ.
De hierdoor in de loop van de tijd tot ν ‘ = (c / (c + g )) ⋅ ν afgenomen frequentie, is de reden voor de kosmologische roodverschuiving.
Mijn andere verklaring van de roodverschuiving
Ook volgens mijn theorie is er een voortdurende expansie van de ruimte, maar deze leidt dus niet rechtstreeks tot een roodverschuiving. De roodverschuiving is het gevolg van de in de loop van de tijd afnemende lichtsnelheid, terwijl de golflengte gelijk blijft. Hierdoor wordt op aarde een lagere dan normale spectrale frequentie gemeten.
Mijn verklaring is tevens een goede verklaring van het verlies aan energie dat een roodverschuiving altijd betekent. Het is eigenlijk heel vreemd dat er tegenwoordig zelden aandacht geschonken wordt aan het feit dat de kosmologische roodverschuiving tevens een energieverlies van het lang geleden uitgezonden licht impliceert. Hubble constateerde nog in een serie lezingen in 1935 dat ‘Any plausible interpretation of red-shifts must account for the loss of energy.‘
Copyright © 2019 Ruimte, Beweging en Tijd: Drs. C.H.J.M. Opmeer