Великі відкриття доби Відродження, винайдення інструментів для спостереження небесних явищ, пізнання фундаментальних законів природи вперше поставили на міцний науковий фундамент космологію — вчення про нескінченний Всесвіт як про зв'язне, єдине ціле. Сучасна космологія невіддільна від фізики; кожне велике досягнення в галузі фізики неминуче позначається й на системі наукових поглядів на будову Всесвіту. Істотне місце посідає тут і теорія відносності. У цьому параграфі ми торкнемося деяких питань, що сюди належать.
Після відкриття закону всесвітнього тяжіння стало ясно, що саме йому належить головна роль у поясненні закономірностей руху й розвитку відомих нам зоряних систем. Дослідження галактичної зоряної системи, до якої належить наше Сонце разом із Землею та рештою планет, а також інших галактик показали, що вони рухаються відповідно до закону всесвітнього тяжіння. Проте спроби застосувати цей закон до всього Всесвіту в цілому привели до дуже серйозних труднощів.
Тут насамперед треба застерегтися. Ми, звичайно, не маємо жодного права поширювати закон всесвітнього тяжіння на весь нескінченний Всесвіт. На будь-якому історичному етапі нашим спостереженням і дослідженням доступна лише скінченна його область, яку завжди можна розглядати як зникомо малу, хоч би якою великою вона була порівняно зі звичними нам масштабами. Коли ми говоримо про нескінченні області простору, ми маємо на увазі, по суті, лише дуже великі в тому чи тому розумінні області. Ясно, що таке розуміння нескінченності є вкрай відносним; в атомній фізиці, наприклад, відстані в частки міліметра можна спокійно вважати нескінченними з усіма наслідками, що звідси випливають; наприклад, у відповідних математичних формулах можна перейти до границі. Так само стоїть справа й у космологічних питаннях. Досліджуючи ту чи іншу модель Всесвіту, ми, по суті, маємо справу не з усім Всесвітом у цілому, а лише з досить великою його частиною, настільки великою, щоб у відповідних рівняннях можна було перейти до границі. Такий граничний перехід не завжди буває законним і осмисленим; нехтування цією обставиною багато разів приводило до різних парадоксів і навіть до цілих хибних теорій (згадаймо, наприклад, теорію так званої «теплової смерті» Всесвіту).
Астрономічні спостереження показують, що у відомій нам області Всесвіту матерія розподілена в середньому рівномірно — галактичні зоряні системи розсіяні в цій області без істотних скупчень і порожнеч. Можна спробувати побудувати модель Всесвіту, в якій густина речовини всюди стала. Але якщо ми спробуємо застосувати до такої моделі закон тяжіння Ньютона, то дістанемо парадоксальний висновок: у кожній точці простору сила тяжіння має бути нескінченною або невизначеною.
Цей гравітаційний парадокс показує, що одне з наших вихідних припущень неправильне. Або не можна вважати, що матерія розподілена в просторі хоч скільки-небудь рівномірно, або неточний закон, згідно з яким сила тяжіння спадає обернено пропорційно квадрату відстані.
Обидва боки цього питання свого часу були піддані аналізові. Спочатку було висунуто гіпотезу про те, що вся досліджена область простору є частиною якогось «острова», заповненого матерією й «плаваючого» в нескінченному й абсолютно порожньому просторі. Ця модель викликала низку серйозних заперечень і невдовзі була полишена. Інша гіпотеза має складніший характер. Вона стверджує, що Всесвіт побудований за певною структурою — зорі групуються в галактики, галактики — в метагалактики і т. д. Якщо при цьому маси й взаємні відстані цих систем на кожному щаблі задовольняють певні умови, то гравітаційний парадокс зникає. Зауважимо, що така структура матерії приводить до того, що середня густина речовини у Всесвіті виявляється рівною нулю, що напевно мало ймовірно.
З іншого боку, під сумнів було поставлено й закон всесвітнього тяжіння. Виявилося, що коли припустити, що сила тяжіння спадає не за законом обернених квадратів, а дещо швидше, то від гравітаційного парадоксу можна позбутися. Така поправка спричиняє появу в класичному рівнянні потенціалу деякого додаткового члена — так званого космологічного члена.
Створення загальної теорії відносності, яка змінила закон всесвітнього тяжіння й пов'язала його з геометрією простору, спрямувало ці дослідження новим шляхом. Щоправда, від гравітаційного парадоксу вдалося позбутися не одразу. Ейнштейн показав, що за тих самих припущень про рівномірний розподіл матерії він знову виникає. І спочатку Ейнштейн не знайшов нічого кращого, як додати до своїх рівнянь космологічний член. Тоді вдалося знайти строгий розв'язок рівнянь тяжіння, що відповідає рівномірному розподілу матерії. При цьому, природно, вийшла певна геометрія простору. Вона виявилася вкрай своєрідною — вийшло, що простір «замкнений сам у собі», подібно до сфери. Всесвіт вийшов безмежним, але не нескінченним. Об'єм усього простору вийшов рівним цілком певній скінченній величині, так само як і загальна маса матерії, що в ньому міститься.
Таке розв'язання космологічної проблеми зустріло багато обґрунтованих заперечень. Запровадження космологічного члена не може бути виправдане жодними фізичними міркуваннями й приводить до нових труднощів. «Замкненість» світу викликає принципові заперечення.
У 1922 році ленінградський математик Фрідман зумів знайти розв'язок рівнянь тяжіння Ейнштейна без будь-якого космологічного члена, причому ніякого гравітаційного парадоксу не вийшло. Фрідман, як і раніше, виходив із припущення про рівномірний розподіл матерії, але, на відміну від усіх попередніх дослідників, він допустив, що середня густина матерії в усьому просторі змінюється з часом. Це можна уявити так. Уявімо собі, що всі зоряні скупчення стягуються одне до одного або, навпаки, «розбігаються» одне від одного. Це зовсім не означає, що в просторі має існувати якийсь центр стискання чи розширення. Стискання або розширення може відбуватися цілком рівномірно одразу в усьому просторі, так що центром може правити довільна точка. Річ зводиться до взаємного зближення або віддалення зоряних систем. При цьому розміри кожної окремої галактики залишаються незмінними; зростатиме або спадатиме середня густина речовини в просторі.
Фрідман довів, що за такого припущення про розподіл і рух матерії рівняння Ейнштейна допускають строгий розв'язок; при цьому густина може як зростати, так і спадати. По суті, результат Фрідмана означає, що велика область простору, рівномірно заповнена матерією, не може перебувати в рівновазі.
У 1929 році американський астроном Хаббл у результаті ретельного дослідження спектрів галактик виявив, що їхні лінії зсунуті до червоного кінця. При цьому зсув виявлявся тим більшим, чим далі від нас розташована галактика. Цей ефект дістав назву червоного зміщення (його не слід, звичайно, плутати з гравітаційним червоним зміщенням). Нині цей факт установлений настільки, що править за один із найнадійніших засобів вимірювання відстані до зоряної системи. Чим же пояснити це явище? Найпростіше — допустити, що воно спричинене ефектом Доплера. Тоді виходить, що всі галактики віддаляються від нас; при цьому швидкість віддалення тим більша, чим більша відстань до галактики. Загалом виходить, що всі галактичні системи взаємно «розбігаються». Тим самим результати Фрідмана дістають несподіване підтвердження.
Так виникла знаменита теорія розширення Всесвіту. Якщо взяти розв'язок рівнянь тяжіння, який відповідає розширенню, тобто спаданню середньої густини, то він приводить до існування в минулому моменту, коли вся матерія була «стягнута» в одну точку. Не слід, проте, забувати, що основне припущення Фрідмана — про рівномірний розподіл матерії — виконується насправді лише наближено. Якщо нині ми можемо з певним ступенем точності його прийняти, то раніше, коли густина була набагато більшою, усі неоднорідності в розподілі матерії виступали значно різкіше, а тому розв'язок Фрідмана тут уже втрачає всяку силу. Найбільше, що ми можемо стверджувати — це те, що в минулому, приблизно 3—5 мільярдів років тому, фізичні умови у відомій нам частині Всесвіту сильно відрізнялися від сучасних; зокрема, середня густина матерії тоді була значно вищою, ніж тепер.
Якою буде геометрія простору, якщо вважати, що розв'язок Фрідмана відповідає дійсності? Виявляється, що вона залежить від величини середньої густини. Якщо густина відносно велика, то «кривина» простору в певному розумінні подібна до кривини сфери; в іншому разі вона подібна до кривини псевдосфери (див. рис. 2). На жаль, точність оцінок середньої густини матерії в космічних масштабах ще не дозволяє зробити певний вибір між цими двома можливостями. При цьому не слід забувати, що, по-перше, вся розглядувана теорія може стосуватися великих, але все ж скінченних областей простору. Тому навіть випадок сферичної кривини не означає «замкненості» світу в цілому, він може свідчити лише про існування в просторі свого роду «випуклості», за межами якої він може бути «викривлений» зовсім по-іншому. По-друге, мова йде про середню кривину простору — поблизу великих небесних тіл простір дістає додаткове місцеве викривлення, так що розв'язок Фрідмана дає свого роду «тло», геометрію простору «загалом». Цікаво, що в другому випадку псевдосферичної кривини геометрія простору виходить точно такою, як геометрія Лобачевського. Свого часу Лобачевський намагався за допомогою астрономічних вимірювань виявити відхилення від евклідової геометрії. Ця спроба не вдалася через недостатню точність вимірювальних приладів. Як бачимо, він у певному розумінні був на правильному шляху.
Усі ці чудові результати послужили за кордоном приводом до появи багатьох відверто ідеалістичних «теорій» походження Всесвіту. Ігноруючи наближений характер результатів Фрідмана й незаконність поширення їх на весь нескінченний Всесвіт, низка вчених (і псевдовчених) заговорили про те, що наука нібито «довела» походження всього Всесвіту мало не з одного-єдиного атома. Наступний крок — божественний акт творіння — зробити після цього неважко. Відсутність достатньо точних і надійних даних про розподіл і рух матерії у великих областях Всесвіту ці «вчені» підміняють цілком довільними гіпотезами, що дозволяють за бажання зробити будь-які висновки. Існує, наприклад, «теорія», згідно з якою бог і донині творить із нічого матерію. Втім, нема потреби перелічувати всі ці вигадки — до справжньої науки вони не мають жодного стосунку.
Цілком зрозуміло, що ці реакційні антинаукові «теорії» зустріли різку відсіч з боку передових учених як у Радянському Союзі, так і за кордоном. Боротьба, що розгорнулася в цій галузі, й донині не може вважатися завершеною. Вона є не чим іншим, як одним з етапів споконвічної боротьби між матеріалістичним та ідеалістичним світоглядами. Деякі різновиди філософського ідеалізму за кордоном іще досить поширені, і нашим ученим належить чимало сутичок на цьому полі.
На жаль, критика необґрунтованих висновків із результатів Фрідмана й Хаббла вилилася в низці випадків у голе заперечення теорії відносності. Деякі автори, не вдаючи собі клопоту як слід розібратися в цьому питанні й відокремити реальні наукові результати від довільних вигадок, пішли по лінії найменшого опору — вони охрестили загальну теорію відносності «реакційним ейнштейніанством», закреслили одним помахом пера всі її досягнення, гадаючи, що таким чином усі антинаукові вигадки про «творіння» викорінюються найрадикальніше. Ясно, що такий «метод» дискусії ніяк не можна визнати науковим.
У питанні про будову Всесвіту в нашому розпорядженні є два головні дослідні факти — приблизно рівномірний розподіл зоряних систем у відомій нам частині світового простору й червоне зміщення в спектрах цих систем. Теорія відносності встановлює тісний зв'язок між цими фактами, вона виводить другий із першого. Ця обставина є дуже сильним її боком; жодна інша теорія в цьому відношенні з нею поки що конкурувати не може.
Більшість противників ідеї «розширення Всесвіту» прагне пояснити червоне зміщення не реальним «розбіганням» зоряних систем, а іншими фізичними причинами. Ці спроби ґрунтуються головним чином на встановленому квантовою фізикою зв'язку між енергією E світлового кванта та його частотою ω:
E = hω
Тут h — так звана стала Планка, що дорівнює 1,05*10-27 ерг*с. Ця формула показує, що зі зменшенням енергії світлового кванта зменшується й його частота. А це й означає, що квант «червоніє», «зміщується» в червоний бік спектра. Проте сучасній фізиці невідомі процеси, за яких зміна енергії світлового кванта не супроводжувалася б його розсіюванням, тобто відхиленням від первісного напрямку. Якщо відносити червоне зміщення за рахунок втрати енергії, то виходить, що далекі галактики мали б бути видні в телескоп зовсім не так різко, як це насправді спостерігається.
З іншого боку, світлові кванти подорожують від віддалених галактик до Землі сотні мільйонів років, тоді як у лабораторних умовах ми можемо спостерігати їх у кращому разі протягом тисячних часток секунди. Не виключено, що існують невідомі нам вкрай слабкі ефекти, здатні протягом таких великих проміжків часу помітно зменшити енергію кванта без його відхилення.
Слід усе ж визнати, що «розбігання» галактик є нині найправдоподібнішим поясненням червоного зміщення. З цього погляду червоне зміщення можна в певному розумінні розглядати як ще одне дослідне підтвердження висновків загальної теорії відносності.
Після відкриття закону всесвітнього тяжіння стало ясно, що саме йому належить головна роль у поясненні закономірностей руху й розвитку відомих нам зоряних систем. Дослідження галактичної зоряної системи, до якої належить наше Сонце разом із Землею та рештою планет, а також інших галактик показали, що вони рухаються відповідно до закону всесвітнього тяжіння. Проте спроби застосувати цей закон до всього Всесвіту в цілому привели до дуже серйозних труднощів.
Тут насамперед треба застерегтися. Ми, звичайно, не маємо жодного права поширювати закон всесвітнього тяжіння на весь нескінченний Всесвіт. На будь-якому історичному етапі нашим спостереженням і дослідженням доступна лише скінченна його область, яку завжди можна розглядати як зникомо малу, хоч би якою великою вона була порівняно зі звичними нам масштабами. Коли ми говоримо про нескінченні області простору, ми маємо на увазі, по суті, лише дуже великі в тому чи тому розумінні області. Ясно, що таке розуміння нескінченності є вкрай відносним; в атомній фізиці, наприклад, відстані в частки міліметра можна спокійно вважати нескінченними з усіма наслідками, що звідси випливають; наприклад, у відповідних математичних формулах можна перейти до границі. Так само стоїть справа й у космологічних питаннях. Досліджуючи ту чи іншу модель Всесвіту, ми, по суті, маємо справу не з усім Всесвітом у цілому, а лише з досить великою його частиною, настільки великою, щоб у відповідних рівняннях можна було перейти до границі. Такий граничний перехід не завжди буває законним і осмисленим; нехтування цією обставиною багато разів приводило до різних парадоксів і навіть до цілих хибних теорій (згадаймо, наприклад, теорію так званої «теплової смерті» Всесвіту).
Астрономічні спостереження показують, що у відомій нам області Всесвіту матерія розподілена в середньому рівномірно — галактичні зоряні системи розсіяні в цій області без істотних скупчень і порожнеч. Можна спробувати побудувати модель Всесвіту, в якій густина речовини всюди стала. Але якщо ми спробуємо застосувати до такої моделі закон тяжіння Ньютона, то дістанемо парадоксальний висновок: у кожній точці простору сила тяжіння має бути нескінченною або невизначеною.
Цей гравітаційний парадокс показує, що одне з наших вихідних припущень неправильне. Або не можна вважати, що матерія розподілена в просторі хоч скільки-небудь рівномірно, або неточний закон, згідно з яким сила тяжіння спадає обернено пропорційно квадрату відстані.
Обидва боки цього питання свого часу були піддані аналізові. Спочатку було висунуто гіпотезу про те, що вся досліджена область простору є частиною якогось «острова», заповненого матерією й «плаваючого» в нескінченному й абсолютно порожньому просторі. Ця модель викликала низку серйозних заперечень і невдовзі була полишена. Інша гіпотеза має складніший характер. Вона стверджує, що Всесвіт побудований за певною структурою — зорі групуються в галактики, галактики — в метагалактики і т. д. Якщо при цьому маси й взаємні відстані цих систем на кожному щаблі задовольняють певні умови, то гравітаційний парадокс зникає. Зауважимо, що така структура матерії приводить до того, що середня густина речовини у Всесвіті виявляється рівною нулю, що напевно мало ймовірно.
З іншого боку, під сумнів було поставлено й закон всесвітнього тяжіння. Виявилося, що коли припустити, що сила тяжіння спадає не за законом обернених квадратів, а дещо швидше, то від гравітаційного парадоксу можна позбутися. Така поправка спричиняє появу в класичному рівнянні потенціалу деякого додаткового члена — так званого космологічного члена.
Створення загальної теорії відносності, яка змінила закон всесвітнього тяжіння й пов'язала його з геометрією простору, спрямувало ці дослідження новим шляхом. Щоправда, від гравітаційного парадоксу вдалося позбутися не одразу. Ейнштейн показав, що за тих самих припущень про рівномірний розподіл матерії він знову виникає. І спочатку Ейнштейн не знайшов нічого кращого, як додати до своїх рівнянь космологічний член. Тоді вдалося знайти строгий розв'язок рівнянь тяжіння, що відповідає рівномірному розподілу матерії. При цьому, природно, вийшла певна геометрія простору. Вона виявилася вкрай своєрідною — вийшло, що простір «замкнений сам у собі», подібно до сфери. Всесвіт вийшов безмежним, але не нескінченним. Об'єм усього простору вийшов рівним цілком певній скінченній величині, так само як і загальна маса матерії, що в ньому міститься.
Таке розв'язання космологічної проблеми зустріло багато обґрунтованих заперечень. Запровадження космологічного члена не може бути виправдане жодними фізичними міркуваннями й приводить до нових труднощів. «Замкненість» світу викликає принципові заперечення.
У 1922 році ленінградський математик Фрідман зумів знайти розв'язок рівнянь тяжіння Ейнштейна без будь-якого космологічного члена, причому ніякого гравітаційного парадоксу не вийшло. Фрідман, як і раніше, виходив із припущення про рівномірний розподіл матерії, але, на відміну від усіх попередніх дослідників, він допустив, що середня густина матерії в усьому просторі змінюється з часом. Це можна уявити так. Уявімо собі, що всі зоряні скупчення стягуються одне до одного або, навпаки, «розбігаються» одне від одного. Це зовсім не означає, що в просторі має існувати якийсь центр стискання чи розширення. Стискання або розширення може відбуватися цілком рівномірно одразу в усьому просторі, так що центром може правити довільна точка. Річ зводиться до взаємного зближення або віддалення зоряних систем. При цьому розміри кожної окремої галактики залишаються незмінними; зростатиме або спадатиме середня густина речовини в просторі.
Фрідман довів, що за такого припущення про розподіл і рух матерії рівняння Ейнштейна допускають строгий розв'язок; при цьому густина може як зростати, так і спадати. По суті, результат Фрідмана означає, що велика область простору, рівномірно заповнена матерією, не може перебувати в рівновазі.
У 1929 році американський астроном Хаббл у результаті ретельного дослідження спектрів галактик виявив, що їхні лінії зсунуті до червоного кінця. При цьому зсув виявлявся тим більшим, чим далі від нас розташована галактика. Цей ефект дістав назву червоного зміщення (його не слід, звичайно, плутати з гравітаційним червоним зміщенням). Нині цей факт установлений настільки, що править за один із найнадійніших засобів вимірювання відстані до зоряної системи. Чим же пояснити це явище? Найпростіше — допустити, що воно спричинене ефектом Доплера. Тоді виходить, що всі галактики віддаляються від нас; при цьому швидкість віддалення тим більша, чим більша відстань до галактики. Загалом виходить, що всі галактичні системи взаємно «розбігаються». Тим самим результати Фрідмана дістають несподіване підтвердження.
Так виникла знаменита теорія розширення Всесвіту. Якщо взяти розв'язок рівнянь тяжіння, який відповідає розширенню, тобто спаданню середньої густини, то він приводить до існування в минулому моменту, коли вся матерія була «стягнута» в одну точку. Не слід, проте, забувати, що основне припущення Фрідмана — про рівномірний розподіл матерії — виконується насправді лише наближено. Якщо нині ми можемо з певним ступенем точності його прийняти, то раніше, коли густина була набагато більшою, усі неоднорідності в розподілі матерії виступали значно різкіше, а тому розв'язок Фрідмана тут уже втрачає всяку силу. Найбільше, що ми можемо стверджувати — це те, що в минулому, приблизно 3—5 мільярдів років тому, фізичні умови у відомій нам частині Всесвіту сильно відрізнялися від сучасних; зокрема, середня густина матерії тоді була значно вищою, ніж тепер.
Якою буде геометрія простору, якщо вважати, що розв'язок Фрідмана відповідає дійсності? Виявляється, що вона залежить від величини середньої густини. Якщо густина відносно велика, то «кривина» простору в певному розумінні подібна до кривини сфери; в іншому разі вона подібна до кривини псевдосфери (див. рис. 2). На жаль, точність оцінок середньої густини матерії в космічних масштабах ще не дозволяє зробити певний вибір між цими двома можливостями. При цьому не слід забувати, що, по-перше, вся розглядувана теорія може стосуватися великих, але все ж скінченних областей простору. Тому навіть випадок сферичної кривини не означає «замкненості» світу в цілому, він може свідчити лише про існування в просторі свого роду «випуклості», за межами якої він може бути «викривлений» зовсім по-іншому. По-друге, мова йде про середню кривину простору — поблизу великих небесних тіл простір дістає додаткове місцеве викривлення, так що розв'язок Фрідмана дає свого роду «тло», геометрію простору «загалом». Цікаво, що в другому випадку псевдосферичної кривини геометрія простору виходить точно такою, як геометрія Лобачевського. Свого часу Лобачевський намагався за допомогою астрономічних вимірювань виявити відхилення від евклідової геометрії. Ця спроба не вдалася через недостатню точність вимірювальних приладів. Як бачимо, він у певному розумінні був на правильному шляху.
Усі ці чудові результати послужили за кордоном приводом до появи багатьох відверто ідеалістичних «теорій» походження Всесвіту. Ігноруючи наближений характер результатів Фрідмана й незаконність поширення їх на весь нескінченний Всесвіт, низка вчених (і псевдовчених) заговорили про те, що наука нібито «довела» походження всього Всесвіту мало не з одного-єдиного атома. Наступний крок — божественний акт творіння — зробити після цього неважко. Відсутність достатньо точних і надійних даних про розподіл і рух матерії у великих областях Всесвіту ці «вчені» підміняють цілком довільними гіпотезами, що дозволяють за бажання зробити будь-які висновки. Існує, наприклад, «теорія», згідно з якою бог і донині творить із нічого матерію. Втім, нема потреби перелічувати всі ці вигадки — до справжньої науки вони не мають жодного стосунку.
Цілком зрозуміло, що ці реакційні антинаукові «теорії» зустріли різку відсіч з боку передових учених як у Радянському Союзі, так і за кордоном. Боротьба, що розгорнулася в цій галузі, й донині не може вважатися завершеною. Вона є не чим іншим, як одним з етапів споконвічної боротьби між матеріалістичним та ідеалістичним світоглядами. Деякі різновиди філософського ідеалізму за кордоном іще досить поширені, і нашим ученим належить чимало сутичок на цьому полі.
На жаль, критика необґрунтованих висновків із результатів Фрідмана й Хаббла вилилася в низці випадків у голе заперечення теорії відносності. Деякі автори, не вдаючи собі клопоту як слід розібратися в цьому питанні й відокремити реальні наукові результати від довільних вигадок, пішли по лінії найменшого опору — вони охрестили загальну теорію відносності «реакційним ейнштейніанством», закреслили одним помахом пера всі її досягнення, гадаючи, що таким чином усі антинаукові вигадки про «творіння» викорінюються найрадикальніше. Ясно, що такий «метод» дискусії ніяк не можна визнати науковим.
У питанні про будову Всесвіту в нашому розпорядженні є два головні дослідні факти — приблизно рівномірний розподіл зоряних систем у відомій нам частині світового простору й червоне зміщення в спектрах цих систем. Теорія відносності встановлює тісний зв'язок між цими фактами, вона виводить другий із першого. Ця обставина є дуже сильним її боком; жодна інша теорія в цьому відношенні з нею поки що конкурувати не може.
Більшість противників ідеї «розширення Всесвіту» прагне пояснити червоне зміщення не реальним «розбіганням» зоряних систем, а іншими фізичними причинами. Ці спроби ґрунтуються головним чином на встановленому квантовою фізикою зв'язку між енергією E світлового кванта та його частотою ω:
E = hω
Тут h — так звана стала Планка, що дорівнює 1,05*10-27 ерг*с. Ця формула показує, що зі зменшенням енергії світлового кванта зменшується й його частота. А це й означає, що квант «червоніє», «зміщується» в червоний бік спектра. Проте сучасній фізиці невідомі процеси, за яких зміна енергії світлового кванта не супроводжувалася б його розсіюванням, тобто відхиленням від первісного напрямку. Якщо відносити червоне зміщення за рахунок втрати енергії, то виходить, що далекі галактики мали б бути видні в телескоп зовсім не так різко, як це насправді спостерігається.
З іншого боку, світлові кванти подорожують від віддалених галактик до Землі сотні мільйонів років, тоді як у лабораторних умовах ми можемо спостерігати їх у кращому разі протягом тисячних часток секунди. Не виключено, що існують невідомі нам вкрай слабкі ефекти, здатні протягом таких великих проміжків часу помітно зменшити енергію кванта без його відхилення.
Слід усе ж визнати, що «розбігання» галактик є нині найправдоподібнішим поясненням червоного зміщення. З цього погляду червоне зміщення можна в певному розумінні розглядати як ще одне дослідне підтвердження висновків загальної теорії відносності.