Astronomija

Ar fotonų raudonas poslinkis iš Visatos išsiplėtimo pažeidžia impulso išsaugojimą?

Ar fotonų raudonas poslinkis iš Visatos išsiplėtimo pažeidžia impulso išsaugojimą?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Energijos ir impulso santykis,

$$ E ^ 2 = m ^ 2c ^ 4 + p ^ 2c ^ 2, $$

leisk mums gauti bekvorės dalelės impulsą:

$$ p = frac {E} {c} = frac {h nu} {c} $$

Tačiau Visatos plėtimasis keičia raudoną šviesą. Tai turėtų sumažinti fotonų impulsą. Kur dingtų pagreitis, kad išliktų pagreitis?


Reliatyvumo požiūriu galite galvoti apie vieną išsaugojimo dėsnį, kuris sujungia energijos ir impulsų išsaugojimą - keturių impulsų išsaugojimą. Energija ir impulsas yra atitinkamai keturių impulsų nulis ir nuo pirmojo iki trečiojo komponentų. Tokie gamtos išsaugojimo dėsniai kyla iš lagrango nekintamumo vertimo laiko ir laiko koordinatėmis atžvilgiu.

Apskritai šie reliatyvumo dėsniai yra vietinės sąvokos, kurias (dauguma žmonių mano) galima taikyti tik vietiniuose, inerciniuose (plokščiuose) atskaitos rėmuose. Visų pirma, jų negalima pritaikyti keičiantis erdvės laikams, todėl jų negalima pritaikyti situacijoms, susijusioms su visatos plėtimusi.


Raudonas poslinkis ir Visatos plėtimasis

Taigi, IIRC, tamsiosios energijos problema yra ta, kad visata, atrodo, plečiasi.
Iš kur mes žinome, kad visata plečiasi?
Kiek aš žinau (ir tai nėra daug), mes žinome dėl šviesos raudonos permainos spektre, kai jis tolsta, pagal Doplerio efektą, kuris pastebėtas tolimose galaktikose ir žvaigždėse.

Jei neklystu, vienintelis įrodymas, kad turime visatos plėtrą, yra tas vienas fizinis reiškinys. Bet ką daryti, jei keliaujant šviesiai pasikeičia raudona spalva?

Ar natūraliai raudona spalva besikeičianti šviesa keliaudama per vakuumą pažeistų visus žinomus dėsnius ar pastebėjimus ir ar tai paaiškintų paslaptingą akivaizdų visatos išsiplėtimo pagreitį?


Kur dingsta energija, kai šviesa pasislenka

Ne, jis netaikomas. Seanas Carrollas yra kosmologas. Kai pereisite nuo „Special Rel“ (neišplečiančios plokščiosios geometrijos) prie „General Rel“, prarasite impulso išsaugojimą ir energijos išsaugojimą.
Darydami specialias prielaidas, galite iš dalies atsigauti tam tikrais atvejais, tačiau paprastai & quotenergija nėra išsaugoma plečiant geometriją & quot

Žmonės bando sušvelninti šoką kalbėdami apie „gravitacinio lauko kokybę“, bet tai ne visada apibrėžta visame pasaulyje. Paprasčiausia yra tik su tuo susidurti. Senovinę CMB šviesą keičia raudona z = 1100. Todėl ji prarado apie 99,9% energijos ir niekas negali pasakyti, kur & quotit dingo & quot.

Tikriausiai yra kažkas apie tai DUK. Taip pat yra šiek tiek John Baez DUK.

Plokšti neišplečianti „Special Rel“ geometrija yra tik APIE APTIKIMAI teisinga. Būkite dėkingi už tiek daug. Tai nėra visiškai realu. „General Rel“ yra šiek tiek arčiau gamtos, o kai kurie dalykai, kurių tikitės, yra tik maždaug teisingi.

Grįžimas į vakuumą linkęs į galvą. Nuolatinė vakuuminė energija turi atsirasti iš kažkur, be to, ji pirmiausia yra fotono kilmė. Gali būti pernelyg akivaizdu susieti abu dalykus, tačiau manau, kad santykinai tiesi matematika atskleis, ar viena gali atsiskaityti už kitą. Mes turime bendros energijos, fotonų indėlio ir išsiplėtimo kiekio įvertinimus nuo paskutinio sklaidos.

Ar dabartinėje fizikoje apskritai norima atkurti energijos išsaugojimą visuotiniu mastu?

Aš žaidžiau su tuo kaip spėlionėmis dar maždaug 2004 m. juokaudamas tai pavadinęs & quotmarcus spėjimu & quot. išnykusi CMB energija pateko į naujos erdvės & quot; tamsią energiją & quot;
Tai nesumuoja. Jokia profesinio lygio matematika nesieja vieno su kitu AFAIK. Tai tik patraukli idėja, kuri nieko neprilygo (AFAIK!)

Galbūt norėsite perskaityti šį straipsnį (gana daug netechnikos):
Google & quotbianchi išankstiniai nusistatymai prieš pastovius & quot.

kosmologai Lambda atrodo labai tikėtina tik konstanta (kreivė, o ne energija) ir nebūtinai turi bet kokį paprastą ryšį su QFT & quot; vakuumo energija & quot; Tik QFT žmonės primygtinai reikalauja galvoti apie savo „vakuuminę energiją“ kaip susijusią su „Lambda“. Lambda gali būti tiesiog natūrali konstanta, tokia kaip niutonas G, iš tikrųjų ne viskas, ką reikia pavadinti „tamsia energija“.

Siūlau išbandyti idėją, jei dar nepažįstama. Kai google
& quotbianchi išankstiniai nusistatymai prieš nuolatinį & quot; gausite http://arxiv.org/abs/1002.3966.
Straipsnio pavadinimas & quotKodėl visos šios išankstinės nuostatos prieš pastovią? & Quot Įdomus skaitymas.

Tai pirmas kartas, kai užduodu tokį klausimą ir kažkas iš tikrųjų pasakė: & quot, taip, bandžiau tai. neveikė & quot. & lt3 Markusas. Šiuo metu skaitau popierių.

Oi, kiek tau trūko? O gal prarastos fotonų energijos iš tikrųjų buvo per daug, kad būtų galima apskaičiuoti „tamsiai energiją“?

Tai gražus klausimas. Man atrodo, kad jūs puikiai išmanote šią temą ir norėčiau sužinoti, ką manote apie šį pavyzdį.

Man taip pat atrodo, kad šį pavyzdį reikia mokėti traktuoti asimptotiškai plokščioje erdvėje (įprasta neišsiplečianti erdvė toli nuo griūties ribos). Mano intuicija nėra patikima, tačiau nuojauta yra ta, kad šiuo atveju reikia tikėtis įprastos energijos taupymo. Koks tavo nuojauta?

Jei einame su mano naiviu įtarimu, kad išsaugojimas yra asimptotiškai plokščias (ten, kur yra jūsų stebėtojas), man atrodo, kad tai veda į paradoksą. Ar yra kokios nors aktualios literatūros?

Nemanau. Jei būtume erdvėlaivyje, judančiame didele c dalimi, net tolima šviesa iš tolimų galaktikų, mirusių prieš mus, būtų mėlyna. Iš to darau išvadą, kad fotonas kelyje neišmeta energijos, tačiau Doplerio poslinkis yra proporcingas šviesos skleidėjo ir šviesos imtuvo greičio skirtumui.

Aš taip pat turiu problemų dėl energijos netaupymo bendrojo reliatyvumo srityje. Visatai plečiantis, žinoma, energijos tankis mažės, tačiau visatos energijos tankio (t. Y. Bendros energijos) integralas turėtų būti pastovus. Bent jau aš taip įsivaizduočiau.

Taigi ar kosmologai sako, kad atviroje visatoje, artėjant karščio mirčiai, tiek energijos tankis, tiek energija artėja prie nulio?

„Chronos“ turi pagrindinį tašką: „Redshift“ yra matavimas, priklausantis nuo kadro.

Tai reiškia, kad skirtingi stebėtojai užrašys skirtingas vertes. Tačiau naudojamos tam tikros raudonojo poslinkio interpretacijos, kurios gali suteikti įžvalgų. Kai keičiasi atstumai, kaip ir kosmologijoje, interpretacijos tampa mažiau „intuityvios“.


Plėtimosi ir raudonojo poslinkio klausimas tęsiasi. ir yra įdomus.

Mano mėgstamiausia diskusija šiuose forumuose yra čia:
[Šis man iš dalies patinka, nes kūrėjas yra kosmologas!]

Štai keletas pagrindinių požiūrių:

Standartas susitarimas yra energijos-impulso (GR) išsaugojimas, dėl kurio pagrindinės dalelės turi pastovią masę. Todėl atomai apibrėžiami taip, kad gautų reguliarius laikrodžius ir fiksuotus valdiklius, kuriais būtų galima išmatuoti visatą. [wikipedia]

Fotonai matuojami pagal tuos atomus, nes laboratorijoje nustatytas emisijos dažnis lyginamas su absorbcijos dažniu, todėl nustatoma, kad jie praranda energiją, t. Y. Raudonai pasislinkę.

Jei pasirenkama kita sutartis, pavyzdžiui, energijos išsaugojimas, būtent fotonas išlieka pastovus energijoje, taigi ir dažnyje, ir atomų masėse, taigi ir atominiai laikrodžiai bei plieniniai valdikliai keičiasi per kosmologinį laiką. Yra teorijų, kurios laikosi tokio požiūrio, pvz

& quot.
& quotPhotono tempimas išplečiant erdvę & quot, yra dar viena šių absurdiškų frazių. Tai, kad fotono spinduolis ir absorbentas matuoja skirtingą dažnį, visiškai tinka reliatyvumui, tačiau tai neturi nieko bendra su fotono būsenos pokyčiais. & quot

„... mes negalime įrodyti, kad kosmologiniame erdvėlaikyje kas nors išlieka pastovi. Viskas, ką galime padaryti, yra apibrėžti išsaugojimo principą ir jį išbandyti. GR esmė yra energijos impulso išsaugojimas, vedantis į atomą, atominius „taisyklingus“ laikrodžius ir „standžius“ plieno valdiklius, kurie yra visatos matavimo etalonas. & quot
////////////

Manau, kad visa tai reiškia [a] Mūsų kasdienė intuicija yra tokia pat naudinga kosmologijoje kaip ir kvantinėje mechanikoje ir
net pasirinkę modelį ir jo pagrindinius principus [FLRW Lambda-CDM, pagrįsti bendruoju reliatyvumu], vis tiek turime interpretuoti, ką reiškia matematika. ir yra vietos daugiau nei vienai interpretacijai.

Tam tikrą įžvalgą apie raudonų pasislinkusių EM spektrų energijos išsaugojimą galima rasti pratęsiant Einšteino požiūrį į sferinį & quot; tūrį & quot;, kuriame yra & quot; šviesos kompleksas & quot; kurį jis aptaria savo dabar žinomame 1905 m. Straipsnyje & quot; Apie judančių kūnų elektrodinamiką

Jei atsižvelgsime į keturių matmenų erdvės ir laiko tūrį, kuris apibrėžiamas kaip turintis vieno monochromatinio EM bangos ciklo energiją sklidimo metu / vietoje, tame pačiame tūryje bus ta pati to paties bangos ciklo energija toje vietoje, yra stebimas (darant prielaidą, kad šviesos kelias kitaip nėra lauko ir kt.). Tačiau, jei stebėtojas juda šviesos šaltinio atžvilgiu, garsas bus suspaustas arba išplėstas, atsižvelgiant į stebėtojo santykinio judėjimo kryptį.

Astronomui tai priklauso nuo fotonų skaičiavimo. Monochromatinės šviesos bangos, kurios bangos ilgis yra dvigubai didesnis už pradinį ilgį, supratimas, kad ji turi pusę energijos, palyginti su pradiniu signalu.

Jei suprantama, kad erdvės-laiko, kuriame sklinda šviesa, metriką valdo parametras, kuris yra izomorfiškas Hablo konstantai, nėra jokios „energijos praradimo“. Norėdami tai kompensuoti, vietinis stebėtojas tiesiog perkalibruos savo prietaisą, kad atsižvelgtų į neatitikimą tarp stebėjimų, atliktų vietiniame Minkovskio erdvės laike, ir fizinio erdvės laiko, kuriame sklinda šviesa. Tai padarius būtų galima analizuoti kitus raudonojo poslinkio šaltinius, susijusius su stebimu objektu, įskaitant tikrąjį doplerio poslinkį, kosmologinį poslinkį. ir kt. (Manoma, kad šių kitų raudonos (arba mėlynos) poslinkio šaltinių indėlį į stebimus spektrus gali būti sunku išspręsti.)

Šioje temoje valdymo principas yra šiek tiek elementari Einšteino analizės 8 skyriuje „Šviesos spindulių energijos transformacija“ analizės pasekmė (jei ne trivialus pakartojimas). & quot, jo 1905 m. Ten jis pateikia intriguojantį pastebėjimą, kad & quotit yra nepaprastas, kad tiek šviesos komplekso energija, tiek dažnis kinta priklausomai nuo stebėtojo judesio pagal tą patį dėsnį. & Quot

@surajt: Tai reiškia, kad vietinis stebėtojas, judėdamas šaltinio atžvilgiu, aptiks dažnio poslinkį (ir fotono energijos pokytį), kuris yra stebėtojo santykinio greičio į šaltinį funkcija. Čia tikriausiai verta atkreipti dėmesį į tai, kad baigdamas savo analizę apie „Doplerio principo teoriją“, pateiktą to paties straipsnio 7 skyriuje, Einšteinas pastebi, kad iš to išplaukia, kad stebėtojas artėja prie šviesos šaltinio, kurio greitis yra c, šviesa turi pasirodyti begalinio intensyvumo. & quot [Gal ten atsirado terminas & quot; akinimo greitis & quot!]

Einšteino požiūris į Maxwello lygčių taikymą judantiems kūnams yra tiesus į priekį (jo tikslams). Tačiau implikacijų, kurias galima iš to padaryti, nėra, ir daugiau apie tai dokumente neminima. Apdorojant & quot; šviesos komplekso & quot; energiją, esančią tome, informuojama apie Minkowskio erdvėje, taip pat kitų metrikų apibrėžtuose erdvės laikų, kurių svarba buvo nepaisyta, pastebėtus plokščių bangų spektrus. [Bet žr. Pranciškus ir kt., „Plėsti erdvę: visos blogio šaknis“? arXiv: 0707.0380v1 p.7].

Šiuo vėlesniu atveju, jei metrinio parametro vertė yra lygiavertė Hubble'o konstantos vertei, vietoje pastebėti raudoni spektro poslinkiai būtų aiškinami kaip priklausantys nuo greičio, kai reiškiniai būtų geriau suprantami kaip atspindintys priklausomybę nuo laiko / atstumo ( pagal antrą eilę), leidžiama Maxwello lygčių. Tai svarbu ir nėra gerai suprantama visų pirma dėl to, kad nedaugelis astrofizikų ir kosmologų yra susipažinę su Betmeno-Kaningemo konforminės grupės svarba fiziniam šviesos elgesiui. Nesvarbu, kiek knygų, traktatų, monografijų ir straipsnių perskaityta apie šiuolaikinę kosmologiją, atrodo, kad literatūroje visiškai nėra pagrindinio traktavimo, nagrinėjančio Maxwello lygtis, siekiant nustatyti, ar jie atmeta galimybę, kad būtų galima naudoti Humasono / Hubble'o ir Milne'o terminais, pastebėtas raudonas poslinkis yra būdinga EM spinduliuotės charakteristika.

Nepaisant to, astronomijai, astrofizikai ir kosmologijai būtų gerai, jei apriorinė prielaida, kad Minkowskio metrika yra fizinio gravitacijos erdvėlaikio metrika, gautų eksperimentinį patikrinimą, tarkim, 80 AU (+/-). Jei tokio eksperimento nebus, (kiek suprantu šią temą), kosmologinio raudonojo poslinkio klausimas liks neišspręstas ir nesirems tik su prielaida, paremta tuo, ką mums sako mūsų modelis, o tik tuo, ką informuoja mes žinome apie šviesos elgesį kosmologiniu požiūriu nano skalėje.


Kodėl ne fotonai, kurie lenkiasi gravitacijos būdu, nepažeidžia impulso išsaugojimo?

Fotonai turi impulsą, gravitaciniai kūnai gali sulenkti šviesą, taigi jų impulsas keičiasi. Ar tai nepažeidžia impulso išsaugojimo?

Jūs taip pat galėtumėte paklausti, ar gravitaciniai kūnai, lenkdami įprastų masyvių dalelių kelius, pažeidžia impulso išsaugojimą. Galų gale, ar aplink Žemę aplink Saulę impulsas nesikeičia per metus? (Taip, taip.) Atsakymas į tai, ar impulsas išsaugotas, ar ne, yra „quotit“, priklauso nuo jūsų sistemos.

Jei jūsų sistema yra tik dalelė (ar tai būtų masyvi, ar fotonas), tai impulsas NĖRA išsaugotas. Bet mes nesitikime, kad jis vis tiek bus išsaugotas, nes sistemoje yra išorinė jėga (gravitacija), atsakinga už impulso pakeitimą. (Arba, dar labiau išgalvojus, išorinio gravitacijos šaltinio buvimas sulaužo erdvinio vertimo nekintamumą, todėl Noether & # x27s teorema nebetaria žadėti išlaikyti impulsą.)

Jei jūsų sistema yra (dalelė + masyvus kūnas), tada Niutono mechanikoje impulsas yra išsaugotas, nes jėga yra dabar vidinis (fantazija: vertimo nekintamumas yra atkurtas, taigi dabar yra išsaugotas impulsas). Kitas plakatas tai nurodė čia.

Apskritai, palyginti su reliatyvumu, prieš žengiant impulsui, reikia žengti dar vieną žingsnį ir įtraukti dalelės, masyviojo kūno impulsą IR patį erdvėlaikio impulsą (kurį gali nunešti gravitacinės bangos). (Techninė pastaba: apibrėžti energijos ir impulsų tankį GR yra sunku ir sudėtinga, o aš iš esmės viską išlyginu.)


Paklauskite Ethano Nr. 39: Kodėl šviesa plečiasi plečiantis Visatai?

„Jie sako, kad visata plečiasi. Tai turėtų padėti eismui. “
-
Stevenas Wrightas

Kiekvieną savaitę klausk „Ethan“, pasineriu į jūsų atsiųstus klausimus ir pasiūlymus ir išsirenku mėgstamiausią, į kurį atsakyčiau jums ir visam pasauliui. Šios savaitės klausimas yra menkas ir kyla iš Mikko, kuris klausia:

Perskaičiusi jūsų naujausią įrašą apie kosminę infliaciją privertiau susimąstyti apie klausimą, kuris man daug kartų kilo galvoje, kai bandau suprasti panašias temas - ryšį tarp šviesos bangos ilgio ir erdvės išsiplėtimo. Čia mes turime baliono analogiją arba guminę juostelę, ant kurios nupiešta banga, plečiasi, kai guminė juosta išsitempia. Bet ar taip turi būti? Ar šviesa negali užsidegti, išlaikydama savo dažnį ir bangos ilgį, nesvarbu, ar erdvė aplink ją plečiasi, ar susitraukia, ar ne?

Tai yra didelis, didelis klausimą, todėl pradėkime nuo kurio nors konteksto pradžios.

Ne paslaptis, kad mūsų stebima Visata prasidėjo nuo Didžiojo sprogimo: pradinių sąlygų rinkinys, sakantis, kad mūsų Visata buvo karštesnė, tankesnė, kompaktiškesnė ir sparčiai plečiasi praeityje. Visata ir toliau plečiasi šiandien, o viskas, kas nėra gravitaciškai susieta, tęsiasi neribotą laiką.

Vidutiniškai galime įsivaizduoti, kad šiandien aplink tam tikrą Visatos tūrį nupiešiate sferą, uždarydami viduje visą materiją ir energiją. Ir jei ekstrapoliuosime atgal į praeitį, tas pats dalelių skaičius bus uždarytas daugybėje mažesnis sfera.

Dabar jūs turite prisiminti, kad tai nėra jūsų prosenelio erdvė, turint mintį, kad koordinatės yra fiksuotos, kad atstumai yra gerai apibrėžti tarp bet kurių dviejų taškų ir kad stebėtojai skirtingose ​​vietose sutaria dėl to, ką jie “. vėl matydamas (ir kada). Tai Visata, valdoma bendro reliatyvumo, kur erdvė ir laikas yra santykiniai su bet kurio stebėtojo joje energija, pagreičiu ir padėtimi.

Jei laikytume save tik vienu konkrečiu, bet savavališkai ilgaamžiu stebėtoju šioje Visatoje, ir pažvelgėme į galaktikų padėtį, tokią, kokia ji buvo prieš daugelį milijardų metų ir tada vėl šiandien ką mes matytume?

Matysime, kad galaktikų padėtis pasikeitė labai panašiai, kaip sėklos pakeitė vietą raugiame duonos kepale. Tačiau atkreipkite dėmesį, kad sėklos patys neišsiplėskite, nes jie yra gravitaciškai susieti. Visata plečiasi aplink juos, didindama atstumą tarp jų, tačiau tokie dalykai, kaip atskiros planetos, žvaigždės, galaktikos, netgi galaktikų grupės ir spiečiai, patys neišsiplečia su Visata, jie tik išsiplečia nuo kitų susietų struktūrų, kurių jie patys nėra taip pat privaloma.

Kitaip tariant, jūsų talija gali išsiplėsti, tačiau jūs negalite to kaltinti Visatos!

Kas sukelia tai?

Viso to kaltininkas, kaip jūs galėjote įtarti, yra pats erdvėlaikio pobūdis. Visatos evoliucijos būdą - tai, kaip nuotoliai plečiasi ar susitraukia stebėtojui bet kuriame atskaitos taške - lemia materijos ir energijos kiekis Visatoje. Tai yra pagrindinis apreiškimas bendrojo reliatyvumo, kaip jis taikomas kosmologijai: materija ir energija visos jo formos esanti Visatoje lemia erdvės ir laiko evoliuciją. Tai padarė per visą žinomos Visatos istoriją ir, kiek galime pasakyti, valią Tęsti tai daryti savavališkai toli į ateitį.

Taigi, pagaliau, o kaip su šviesa? Galite vizualizuoti kažką panašaus į Mikko aprašytą - besiplečiančio baliono paviršių - ir įsivaizduoti, kad ant jo nubrėžėte tinklelio linijas. Kadangi fotonų (šviesos) energiją apibrėžia jų bangos ilgis, suprantama, kad plečiantis Visatai (arba, teoriškai, susitraukiant), bangos ilgis bus ištemptas kartu su besiplečiančia Visata (arba suspausta, jei susitraukianti Visata), dėl ko ji pasikeičia raudonai (arba atitinkamai - mėlynai).

Dabar galite paklausti savęs kodėl tai vyksta, ir kaip galime būti tikri tai poveikis yra tas, kuris žaidžia? Galų gale, Visata gali plėstis, tačiau tai nėra vienintelis dalykas, galintis sukelti raudoną poslinkį.

Visų pirma, jūs taip pat girdėjote apie Doplerio efektą, dėl kurio policijos / greitosios medicinos pagalbos sirena skamba aukščiau, kai ji juda link jūsų, o žemesnė - kai nutolsta nuo jūsų.

Lygiai taip pat, kaip garso bangų keteros suspaudžiamos judėjimo kryptimi ir išsitempia nuo judėjimo krypties, šviesa elgiasi taip pat tiksliai! Jei šviesą skleidžiantis šaltinis tolsta nuo jūsų, ši šviesa atrodo raudona spalva, o jei šaltinis juda link jūsų, šviesa atrodo mėlyna.

Bet jūs taip pat turite atsiminti, kad pagal bendrą reliatyvumą, gravitaciją taip pat veikia fotonų energiją. (Atminkite, kad erdvėlaikis ir materija / energija yra tarpusavyje susiję!) Pagalvokite, kaip erdvė yra kreiva dėl masės buvimo, ir pagalvokite, kaip tai turi atrodyti aplinkui Žemę, jei bandysite ją vizualizuoti.

Kai mes siunčiame signalus į kosmosą ir atgal į Žemę, pavyzdžiui, GPS, mes reikia atsižvelgti į reliatyvistinį ne tik judesio, kuris yra ypatingas reliatyvumas, bet ir Žemės gravitacinio lauko poveikį.

Įsivaizduokite, kas nutiktų, jei aukštai virš Žemės turėčiau elektroną ir pozitroną, materijos / antimaterijos dalelių porą. Kai aš juos sunaikinsiu, jie gamins energiją dviejų labai konkrečios energijos fotonų pavidalu: energijos, ekvivalentiškos dalelių poilsio masėms!

Ką daryti, jei numesčiau tas daleles aukštai virš Žemės, sunaikinau jas ten ir tada leisčiau fotonams pasiekti Žemės paviršių? Ar jie būtų ta pati energija Žemės paviršiuje kaip ir kosmose?

Tu gali norėtumėte pasakyti „taip“, bet tai pažeistų energijos taupymą. Pagalvokite, kas nutiktų, jei aš vietoj to numesčiau šias daleles ir leisiu joms nukristi. Keliaudami žemyn į Žemės paviršių, jie paimdavo kinetinę energiją, krisdami judėjo vis greičiau. Prieš pat patekdami į Žemės paviršių, jie suranda vienas kitą ir sunaikina.

Neturėtų būti svarbu, ar dalelės sunaikinamos, o vėliau krenta, ar krenta, o tada sunaikinamos išsaugant energiją, turi vykti fotonų energijos gravitacinis poslinkis kaip keičiasi erdvės gravitacinės savybės!

Aš juos iškeliu, kad suprastumėte, jog yra dvi galimybės, kaip atsirasti raudonas poslinkis. Ir dabar mes patekome į galaktikas, esančias šalia ir toli besiplečiančioje Visatoje.

Ar šis raudonas poslinkis įvyksta todėl, kad kosmosas tempiasi (t. Y. Gravitacinė priežastis), ar šis raudonas poslinkis įvyksta todėl, kad radiaciją skleidžiančios galaktikos tolsta nuo mūsų?

Fantastiška ši mintis yra ta, jei pastarasis, nes yra kosminis greičio apribojimas - šviesos greitis - galaktikos, kurias matome dideliais atstumais, turėtų turėti skirtingi raudonojo poslinkio / atstumo santykis, nei prognozuoja bendrasis reliatyvumas! Ankstesnė (GR) prognozė rodoma juodai, žemiau, o ne GR prognozė, kad raudonas poslinkis neturi būti susietas su erdvėlaikiu (kurį apibrėžia tiesiog šviesos greitis ir peržiūros laikas), rodomas raudonai.

Tai yra svarbus kosminis bandymas, nes jei šviesos bangos ilgis neturi besitęsiant Visatai, kosminio mikrobangų fono paaiškinti negalima, todėl Didysis sprogimas būtų neteisingas!

Laimei, bendrasis reliatyvumas išlaikė šį testą su skraidančiomis spalvomis ir dažniu / bangos ilgiu daro keičiantis Visatai plečiantis, tai mes tiesiogiai matavome įvairiais būdais, įskaitant matuodami temperatūrą įvairiomis Visatos istorijos epochomis.

Ir todėl - Visatoje, kurią valdo bendrasis reliatyvumas, kuri, atrodo, yra mūsų Visata - šviesa turi raudonas poslinkis arba mėlynas poslinkis, Visatai plečiantis ar susitraukiant, arba apskritai vystantis kosmoso gravitacinėms savybėms.

Dėkojame už puikų klausimą ir tikiuosi, kad jums patiko šis „Ask Ethan“ leidimas. Atsiųskite savo klausimus ir pasiūlymus čia, o kitame stulpelyje gali būti viskas, ką pasirinksite!


Ar fotonų raudonas poslinkis iš Visatos išsiplėtimo pažeidžia impulso išsaugojimą? - Astronomija

Tarkime, žvaigždė skleidžia mėlyną fotoną. Tas mėlynasis fotonas patiria raudoną poslinkį keliaudamas per besiplečiančią visatą, o mėlynasis fotonas tampa raudonuoju fotonu.

Mes žinome, kad mėlynieji fotonai perneša daugiau energijos nei raudoni fotonai. Kas nutiko energijos skirtumui?: Pagalvok:

Tam, kad būtų sukurtas tam tikro dažnio fotonas, reikia tam tikro energijos kiekio, taip, tačiau dalelės nešamas energijos kiekis yra santykinis. Tai tarsi sakymas: jei šaudau į lėktuvą, bet kulka nepraduria korpuso, kas nutiko trūkstamai energijai. Netrūksta energijos, jūs tiesiog nestovite vietoje, kaip norėtųsi geras taikinys.

Trūkstama energija buvo nukreipta į reliatyvumą, kad būtų išsaugota visa energija visatoje, kur šviesos greitis yra ribotas.

Populiari tema. Pavyzdžiui, žr .:

Raudonas poslinkis - energija kažkur eina (http://www.bautforum.com/questions-answers/53668-redshifting-energy-goes-somewhere.html) (2007 m. Vasaris)
kur dingsta prarasta energija? (http://www.bautforum.com/questions-answers/74169-where-does-lost-energy-go.html) (2008 m. gegužė)

Atrodo, kad bet kuri labai toli einanti „raudonos permainos“ tema dažnai kelia šį klausimą. Bet aš tų visų neišvardysiu.

O ir sveiki atvykę į BAUT forumą.

Tarkime (sudarydami skaičius iliustracijai), kad elektronas tolimoje žvaigždėje esančiame stacionariame atome sumažina 10eV iš aukštesnio lygio į kitą žemesnį lygį. Jis skleidžia, tarkime, 10eV fotoną, kurio bangos ilgis ir spalva yra atitinkami.

Tas fotonas, nukeliavęs nuo tolimos žvaigždės pas mus, dabar turi naują, ilgesnį bangos ilgį ir atitinkamą naują, „citruotojo“, spalvą ir mažesnę energiją, tarkim, 8eV. Kai tas fotonas pataiko į atomą, jis gali atsitrenkti į elektroną, tačiau jis jo nepadarys 10 eV, tik 8.

Fotonų energija nėra santykinė, ją pateikia E = hc / lambda

Jei žiūriu į prieš ir po paveikslėlį, yra 2eV disbalansas. & quots relatyvumas & quot nėra energijos forma.

Ačiū už indėlį.

Fotonų energija nėra santykinė, ją suteikia E = hc / lambda. Ir lambda yra santykinė skirtinguose rėmuose, todėl E yra santykinis skirtinguose rėmuose. Energija išsaugoma jūsų inerciniame rėmelyje, tačiau kiekiai priklauso nuo rėmelio, kaip aiškiai parodo alainprice kulkos ir plokštumos pavyzdys. Štai kur energija & quot; ateina & quot; pagal įprastą Doplerio poslinkį. Žargone energija yra taupoma, tačiau nėra nekintama.

Kalbant apie besiplečiančią erdvę: jei Visata būtų besiplečianti dėžutė, kurioje būtų fotonų dujos, būtų akivaizdu, kad kosmologinio raudonojo poslinkio metu prarasta energija pateko į dėžės tūrio pokytį, kai fotonai daro spaudimą judančios sienos ir raudonai pasislinko atgal.
Tačiau neribotoje Visatoje mūsų fotonų dujos niekur negali dirbti. Taigi, kaip Edwardas Harrisonas sako knygoje „Kosmologija: Visatos mokslas“:
Energijos taupymo principas mums gerai pasitarnauja visuose moksluose, išskyrus kosmologiją. Susietuose regionuose, kurie nesiplečia su visata. galime atsekti energijos kaskadą ir sąveiką įvairiomis formomis ir teigti, kad ji yra išsaugota. Tačiau visatoje ji nėra išsaugota. Bendra energija mažėja besiplečiančioje visatoje ir didėja susitraukiančioje visatoje. Kur dingsta energija besiplečiančioje visatoje? O iš kur tai kyla susitraukiančioje visatoje? Atsakymo niekur nėra, nes kosmose energija nėra išsaugota. Grantas Hutchisonas

Viena, aš to negalvoju kaip apie didelio masto kosmologijos problemą. Tik vienas fotonas, nukeliantis gal 200 milijonų šviesmečių, todėl visada likite gerai matomoje mūsų visatoje. Bent jau šiame kontekste nėra jokios žinomos energijos išsaugojimo dėsnio išimties.

Du. Taip, tiesa, kad bangos ilgis priklauso nuo atskaitos rėmo. Kuo greičiau aš susiduriu su fotonu, tuo trumpesnis jo bangos ilgis.

Vis tiek. Įsivaizduokite galaktikas A ir B (atsitraukia viena nuo kitos, kaip tai daro visos tolimosios galaktikos).
Pradinė būsena: A galaktikoje yra ramybės būsenos sužadintas atomas

Minėtas atomas sužadino elektroną iš sužadintos būsenos į kitą 10eV žemesnę būseną, skleisdamas 10eV fotoną. Fotonas keliauja į B galaktiką ir išsitempia. Fotonas pataiko į ramybės būsenos atomą galaktikoje B. Tas atomas pamatys 8eV fotoną ir vienas iš jo elektronų bus pakeltas į viršų 8eV

Galutinė būsena: A galaktikos atomas dabar yra sužadintas, o B galaktikos atomas dabar sužadinamas 8eV.

Lyginant pradinį ir galutinį teiginius, grynieji nuostoliai yra 2 eV.

Svarbu, kad šis energijos skirtumas tarp pradinės ir galutinės būsenos neatsitiktų, jei erdvė tarp galaktikų neišsiplėstų.

: supainioti: Tai yra erdvės išplėtimas tarp dviejų galaktikų (neatsižvelgiant į tai, ką daro visata kaip visuma), kuri yra tiesioginė to energijos praradimo priežastis.

Atsiprašau už atkaklumą, bet tai atrodo akivaizdus klausimas ir kad turi būti paprastas atsakymas. Tai mane varo iš proto! :)

Aš nematau, kad tai yra energijos praradimas. Fotonas turi vieną energiją, palyginti su
atomas, kurį jis skleidžia, ir kitokia energija, palyginti su jo atomu
absorbuojamas. Jei atomai tolsta vienas nuo kito, tai fotonai
energija absorbuojančiame atome yra mažesnė. Jei atomai juda link
tarpusavyje fotono energija absorbuojančiame atome yra didesnė. Ji
šiems energijos skirtumams sukurti nereikia kosminių atstumų. Tiesiog
santykinis judėjimas tarp spinduolio ir imtuvo.

na, tas sumavimas neteisingas ^ ^^ lol, gerai: pagalvok:: doh:

tuo pat metu visai visatai yra tik 13 milijardų metų. įdomu, ar būtų galima aptikti šiuos reiškinius.
dar nematėme fotono, skriejančio trilijonu šviesmečių.

Svarbu, kad šis energijos skirtumas tarp pradinės ir galutinės būsenos neatsitiktų, jei erdvė tarp galaktikų neišsiplėstų.
Kodėl gi ne? Jūs turite omenyje, kad jei aš turiu vieną atomą, judantį maždaug c / 5 greičiu, jis neišspinduliuos 10 eV fotono savo kadre, bet 8 eV fotonas stacionaraus atomo, sugeriančio fotoną, rėme? Atkreipkite dėmesį, kad šioje situacijoje nėra besiplečiančios erdvės, ir tikrai nejudančiame atome sužadinsite tik 8 eV. Kur dingo 2 eV šiuo atveju? Jis pateko į judantį atomą! Fotono spinduliavimo metu susidaro „recoilija“, kuri šiek tiek pagreitina c / 5 atomą. Jei atliksite matematiką, pamatysite, kaip ir magija, visa trūkstama energija yra judančiame atome (taip pat labai maža suma stacionaraus atomo atsitraukime, tačiau galite to nepaisyti).

Atkreipkite dėmesį, kad šis atsakymas yra kitoks, jei kalbate apie gravitacinį raudoną poslinkį arba kosmologinį raudoną poslinkį. Manau, kad čia bandote laikytis paprasčiausio atvejo. Aš supainiotas, kodėl sakote, kad nenorite apsvarstyti kosmologinių raudonų poslinkių, tada iškart pradėkite kalbėti apie tai, kur energija eina kosmologiniams raudoniems poslinkiams. Kaip sakė Grantas, tokiu atveju jūs negalite tikėtis energijos išsaugojimo, nes reliatyvistinis sunkio traktavimas apsunkina situaciją.

Atsiprašau už atkaklumą, bet tai atrodo akivaizdus klausimas ir kad turi būti paprastas atsakymas.
Paprastame dviejų atomų santykyje judėjimo situacijoje yra paprastas atsakymas.

Pagaliau matau jo prasmę. Abejoju, kad atsakymas slypi skaičiuose, bet suvokime.

Kartu su „energijos pokyčiais“ keičiasi ir „laikas“. Dėl santykinio greičio (arba erdvės išsiplėtimo) yra ir laiko poslinkis. Nors fotonas yra dalelė, jums atrodo, kad jis veikia „lėtesnėje“ sistemoje. Jei norite, įsivaizduokite, kad fotonui skleisti reikia daugiau laiko, kai objektas juda / tolsta, ir visa tai yra prasminga. Fotonas vis dar yra išskiriamas kaip „dalelė“, todėl lėtesnis laikrodis viską pakeičia raudonai, kol fotonas dar nėra išspinduliuojamas.

Kaip stebėtojui, jūs turite tai suvokti ir ištaisyti duomenis, kad pamatytumėte, jog iš tikrųjų fotoną skleidė 10eV lašas.

En passant, vous tes fran ais (européen / autrement)?

Kartu su „energijos pokyčiais“ keičiasi ir „laikas“. Dėl santykinio greičio (arba erdvės išsiplėtimo) yra ir laiko poslinkis. Nors fotonas yra dalelė, jums atrodo, kad jis veikia „lėtesnėje“ sistemoje. Jei norite, įsivaizduokite, kad fotonui skleisti reikia daugiau laiko, kai objektas juda / tolsta, ir visa tai yra prasminga. Fotonas vis dar išspinduliuojamas kaip „dalelė“, todėl lėtesnis laikrodis viską permaina dar prieš tai, kai fotonas netgi išsiskiria.

Jūs neturite sulėtinti tolimų žvaigždžių ar galaktikų laiko.

Galite pagalvoti apie raudonos ir mėlynos spalvos poslinkius, kuriuos žemė matuoja tolimų žvaigždžių šviesoje, kai žemė kasmet sukasi aplink saulę. Žvaigždėms, kurios yra maždaug fiksuotos saulės atžvilgiu, kai žemė juda link jų, jų šviesa melsva. Po šešių mėnesių, kai žemė tolsta nuo jų, jų šviesiai raudoni poslinkiai. Šių žvaigždžių laikrodžiai nesumažėja ir pagreitėja tik mūsų, žemės, labui.

„Blueshifted“ įvykio vaizdas iš tikrųjų grotų greičiau, o raudonos spalvos - lėčiau. Kaip greitas ir nešvarus minties pratimas. Jei keliaujate šviesos greičiu, laikas sustoja. Taigi, jei galime labai greitai, galime greitai pasiekti kur nors toli. Tarkime, dabar „Andromedoje“ užgęsta supernova. Stebuklingai ir akimirksniu pakylame iki 99% šviesos greičio link jo. Tarkime, kad mums ten reikia kelių savaičių. Tada supernovos įvykis jau seniai praėjo. Tiesą sakant, mes matėme, kaip viskas įvyko per mūsų pirmąją kelionės dieną. Žemėje ta viena diena buvo tūkstančiai metų. Tos pačios „kelios savaitės“ žemėje reikštų, kad supernova vis dar gyva ir rodo.

Aš tikrai abejoju, ar mes matuojame poslinkį dėl žemės judėjimo. Tai nenaudinga matuojamo objekto greičio klaidų juostose. Palyginti su palydovais Saulės sistemoje („Cassini GR“ matavimai / eksperimentas), gerai.

„Blueshifted“ įvykio vaizdas iš tikrųjų grotų greičiau, o raudonos spalvos - lėčiau.

Ką tai jums sako? Tai jums sako, kad pranešimai gaunami greičiau ir lėčiau, ir ką tai jums sako?

Mūsų žemės laikas tikrai nesikeičia, kai sukamės aplink saulę. Kadangi žvaigždės viena kryptimi buvo pakeistos prieš šešis mėnesius ir dabar jos yra mėlynos spalvos, tuo tarpu kitos pusės žvaigždės buvo pakeistos prieš šešis mėnesius, o dabar jos yra raudonos. Ką tai jums sako? Galvok tikrai sunkiai.


Aš tikrai abejoju, ar mes matuojame poslinkį dėl žemės judėjimo.

Ne, mes tai darome, tai buvo patvirtinta daug kartų. Pirmą kartą Viljamas Hugginsas jį pastebėjo ir apie jį parašė 1868 m. Jei norite aptarti šią temą, turėtumėte tai jau žinoti ir jau turėtumėte apie tai perskaityti Hugginso dokumentus. Tai pirmą kartą prognozavo Dopleris 1842 m.

Sutinku, kad Doplerio poslinkis dėl Žemės judėjimo stebimas žvaigždžių spektruose,
bet nesutarkite su jumis dėl santykinio laiko, kurį apibūdino kainodara. Tu
sakykite, kad „mūsų žemės laikas tikrai nesikeičia“, bet tai yra mūsų įprasta
laikas. Tai, ką sako alainprice, yra aktualus, tai akivaizdus
laiko praleidimas prie šviesos skleidėjo dėl santykinio judėjimo tarp
skleidėjas ir stebėtojas.

Sutinku, kad Doplerio poslinkis dėl Žemės judėjimo stebimas žvaigždžių spektruose,
bet nesutarkite su jumis dėl santykinio laiko, kurį apibūdino kainodara. Tu
sakykite, kad „mūsų žemės laikas tikrai nesikeičia“, bet tai yra mūsų įprasta
laikas. Tai, ką sako alainprice, yra aktualus, tai akivaizdus
bėgant laikui dėl judėjimo tarp šviesos spinduolio ir stebėtojo.


Tai vadinama „Doplerio efektu“.

Atrodo, kad traukiantis traukinys švilpia ne tik žemiau, o galiniu stacionariu stebėtoju, tačiau švilpuko garso trukmė stebėtojui taip pat yra ilgesnė. Vienos sekundės švilpuko smūgis ties judančiu švilpuku truks ilgiau nei vieną sekundę, kai jį gaus stacionarus stebėtojas. Tas pats, jei turime nejudantį traukinį ir tolstantį stebėtoją. Tas pats, jei turime nejudančią žvaigždę ir tolstančią žemę. Tai buvo žinoma nuo 1840-ųjų. (redaguota pridėti) Tačiau, matyt, šiandien mokyklose ar universitetuose nėra mokomi pagrindiniai Doplerio efekto principai.

Tarkime, kad „Andromedoje“ supernova išjungiama.

Dabar kur. dabar čia ir mes nematysime to šviesos

Jei tai įvyks dabar Andromedoje, mes net nežinome, kad įvykis įvyko, kol ta šviesa nepasieks mūsų

Po 2,2 milijono metų.

Jei (HST) Hablo kosminis teleskopas „tik aptinka“ (žiūrėdamas į Andromedą ir matydamas „pirmąją SN įvykio šviesą“) šviesą iš SN Andromedoje, tai tas įvykis vyko Andromedoje

Dabar, jei tai bankomatas. kažkas yra drastiškai negerai!

Jūs nesutikote su tuo, ką pasakiau, ir tai, ką pasakėte, kad kainuotumėte
neteisinga.

Tačiau šviesa Doplerio nepakeičia taip pat, kaip ir garsas,
o atskiri fotonai neturi išmatuojamo ilgio, todėl jie tarsi yra
visi vienodo ilgio.

Jūs nesutikote su tuo, ką pasakiau, ir tai, ką pasakėte, kad kainuotumėte
neteisinga.

Tačiau šviesa Doplerio nepakeičia taip pat, kaip ir garsas,
o atskiri fotonai neturi išmatuojamo ilgio, todėl jie tarsi yra
visi vienodo ilgio.

Šviesa turi bangos ilgius ir dažnius. Stebima, kad šviesos bangos ilgiai yra perkelti, o dažniai - perkelti. Tai gali būti suvokiama kaip greičio sulėtėjimas ir pagreitėjimas, tačiau tai tik iliuzija. Raudonojo poslinkio fazėje praleistas laikas ir dažniai yra atkuriami bliuzo poslinkio metu. Tačiau laikrodžio rodikliai žemėje ir žvaigždėse nesikeičia ir laikas neprarandamas ar įgyjamas. Visa tai buvo nuspėta, pastebėta ir pranešta XIX a. Ir tai ne kartą patvirtino.

Jūs nesutikote su tuo, ką aš pasakiau, ir tai, ką pasakėte, kad kainuotumėte
neteisinga.

Tačiau šviesa Doplerio nepakeičia taip pat, kaip ir garsas,
o atskiri fotonai neturi išmatuojamo ilgio, todėl jie tarsi yra
visi vienodo ilgio.
Šviesa turi bangos ilgius ir dažnius. Stebimi šviesos bangos ilgiai
turi būti perkelta, o dažniai pastebimi. Tai gali būti
suvokiamas kaip sulėtėjimas ir pagreitėjimas, bet tai tik iliuzija.
Raudonojo poslinkio fazės laikas ir dažniai & # 8220pamiršta & # 8221 atgaunami
bliuzo poslinkio fazė.
Raudonojo poslinkio fazė? „Blueshift“ fazė? Iš kur tu juos gavai?
Nėra tokio dalyko.

Tuo atveju, kai vienas atomas skleidžia fotoną, o kitas atomas sugeria
tas fotonas, kai yra santykinis atsiskyrimo greitis tarp
spinduliuojantis atomą emisijos metu, o absorbuojantis - atomą
absorbcijos metu fotonas bus pakeistas raudonai. Nėra bliuzo poslinkio
dalyvauja.

Šviesa turi bangos ilgius ir dažnius. Stebima, kad šviesos bangos ilgiai yra perkelti, o dažniai - perkelti. Tai gali būti suvokiama kaip greičio sulėtėjimas ir pagreitėjimas, tačiau tai tik iliuzija. Raudonojo poslinkio fazėje praleistas laikas ir dažniai yra atkuriami bliuzo poslinkio metu. Tačiau laikrodžio rodikliai žemėje ir žvaigždėse nesikeičia ir laikas neprarandamas ar įgyjamas. Visa tai buvo nuspėta, pastebėta ir pranešta XIX a. Ir tai ne kartą patvirtino.
Sam5, nustok reklamuoti bankomatą klausimais ir atsakymais

Neįsivaizduoju, ką tu čia kalbi Sam5,

Kenas, atlikite Sam5 paiešką kaip autorius su mano vardu Normandy6644, Tassel, Fortis, Sean, Eroica, pilka raktiniame žodyje. Jūs gausite daugiau nei norite. Arba pažvelk į naujausią temą, kurioje Richardas dalyvavo, norėdamas paragauti.

(šnipas)
Atkreipkite dėmesį, kad šis atsakymas yra kitoks, jei kalbate apie gravitacinį raudoną poslinkį arba kosmologinį raudoną poslinkį. (šnipas)

Jei kosmologinį raudoną poslinkį nulėmė erdvės išsiplėtimas, tai ji turėtų būti absoliuti visų bangos ilgių vertė, absoliutus & quot; tempimas & quot, nes erdvė negalėtų atskirai pritaikyti savo plėtimosi (tarp dviejų duotų atomų / galaktikų) prie skirtingų bangos ilgių. Ar aš kažko pasiilgau?


Paprastame dviejų atomų santykyje judėjimo situacijoje yra paprastas atsakymas.

Taip, ir manau, kad tas pats atsakymas galioja ir dviejų atomų erdvėje plėtimosi situacijai.

Redaguoti ir pridėti: ką aš norėjau pasakyti, tai, kad aš manau, kad kosmologinis raudonasis poslinkis yra tiesiog Doplerio raudonasis poslinkis

Jei kosmologinį raudoną poslinkį nulėmė erdvės išsiplėtimas, tai ji turėtų būti absoliuti visų bangos ilgių vertė, absoliutus & quot; tempimas & quot, nes erdvė negalėtų atskirai pritaikyti savo plėtimosi (tarp dviejų duotų atomų / galaktikų) prie skirtingų bangos ilgių. Ar aš kažko praleidžiu? Kosmologinis raudonasis poslinkis yra pastovus esant visoms bangų ilgims: jei turime tam tikrą fotonų spektrą, kurį išskiria kartu, tai kosmologinis raudonasis poslinkis paveikia juos visus ta pačia proporcija: jei vienam energija perpus, tai visiems - perpus.
Skirtumas yra fotono skrydžio laikas: jei jis keliauja ilgesnį laiką (kerta didesnį atstumą), jis yra raudonai pasislinkęs stipriau. Taip yra tik todėl, kad Visata laikui bėgant keičia savo skalės koeficientą, todėl kuo ilgiau fotonas keliauja, tuo didesnis skalės faktoriaus skirtumas tarp emisijos laiko ir priėmimo laiko, taigi, tuo didesnis raudonas poslinkis.

Šviesa turi bangos ilgius ir dažnius. Stebima, kad šviesos bangos ilgiai yra perkelti, o dažniai - perkelti.

labas sam5,
Koks skirtumas tarp dažnių ir bangos ilgio?

Aš žinau, kad kylant dažniui bangos ilgis trumpėja ir jie yra tiesiogiai proporcingi vienas kitam.
bet ar iš tikrųjų bangos ilgis ir dažnis nėra vienodi?

Taip, jie yra, bet jie yra atvirkščiai proporcingi. Dažnis didėja, bangos ilgis mažėja. Tačiau tas pats dalykas reiškia išmatuotą dalelės energiją.

Tokia populiari diskusijų tema. Aš vis dėlto iš to išėjau.

Kosmologinis raudonos spalvos poslinkis yra pastovus su visais bangos ilgiais: jei turime tam tikrą fotonų spektrą, kurį išskiria kartu, tada kosmologinis raudonasis poslinkis juos visus veikia ta pačia proporcija: jei vienam energija perpus, tai visiems - perpus.


Bet tai tiksliai mano mintis: kosmologinis raudonas poslinkis juos visus veikia vienodai.

Jei erdvė išsiplečia, tarkim, 50 nm, tada VISUS bangos ilgius reikia „ištempti“ 50 nm, ty 300 nm - & gt 350 nm, 500 nm - & gt 550 nm, 700 nm & 750 nm ir t. T., O ne ta pati nuosavybė. Tačiau realybė rodo, kad tai netiesa (būtent tai, ką sakote).
Todėl kosmologinis raudonasis poslinkis (arba bliuzo poslinkis) yra ne kas kita, o Doplerio raudonasis poslinkis. Tiesiog & quot; apgaulingumas & quot; dažnio keitimas dėl erdvės išsiplėtimo.
Jokių prieštaravimų SR, GR, Niutono fizikai,.

Jei erdvė išsiplės, tarkime, 50 nm, tada VISI bangos ilgiai turėtų būti „ištempti“ 50 nm. Tai neveikia taip, nes reikia nurodyti atstumą, kuris padidina jo ilgį 50 nm (tam tikru laikotarpiu): išsiplėtimas yra be dimensijų atstumų santykis, o ne atstumas savaime. Iš čia kilo & quotscale factor & quot idėja, kurios pokyčiai sukelia kosmologinį raudoną poslinkį.
Taigi, jei mikrometras išsiplečia 50 nm (tam tikru nurodytu laiko intervalu), tada jis plečiasi 5%, visa erdvė plečiasi 5%, o visus bangos ilgius paveiks 5%.

Prieikite kitu būdu. Mes galime ištempti (tarkim) vienu centimetru tam tikro žinomo riboto ilgio elastinę juostą. Tai yra vieno centimetro ruožas & juostos ilgiui & gt. Kiekvienos juostos pusės ilgis padidės puse centimetro, kiekvienos juostos ketvirtis padidės ketvirtadaliu centimetrų ir pan. Bet mes negalime tokiu būdu ištiesti visos erdvės išmatuotu ilgiu, nes kosmosas yra nežinomo, galbūt begalinio ilgio. Taigi mes tarsi žiūrime į elastinę juostą, nematydami jos galų. Viskas, ką galime padaryti, norėdami išmatuoti jos ištempimą tokiomis aplinkybėmis, yra pažymėti juostą dviejuose taškuose ir išmatuoti proporcingą atstumo tarp jų pokytį tam tikru laikotarpiu.
Lygiai taip pat ir Visata.

Tai neveikia taip, nes reikia nurodyti atstumą, kuris jo ilgį padidina 50 nm (tam tikru laikotarpiu): plėtimasis yra be matmenų atstumų santykis, o ne atstumas savaime.
Tai nesuprantu. Mano pasauliečio požiūriu, 50 nm plėtra nepriklauso nuo atstumo (ilgio). Nesvarbu, ar atstumas yra 1 m, ar 1 šviesmetis, 50 nm plėtra yra visiškai vienoda abiem, ar ne?


Prieikite kitu būdu. Mes galime ištempti (tarkim) vienu centimetru tam tikro žinomo riboto ilgio elastinę juostą. Mes negalime to padaryti su kosmosu, nes kosmosas yra nežinomo, galbūt begalinio ilgio. Tarsi mes žiūrėtume į elastinę juostą, nematydami jos galų. Viskas, ką galime padaryti, norėdami išmatuoti jos ištempimą tokiomis aplinkybėmis, yra pažymėti juostą dviejuose taškuose ir išmatuoti proporcingą atstumo tarp jų pokytį tam tikru laikotarpiu.
Lygiai taip pat ir Visata.

Hmmm, aš turiu kurį laiką galvoti apie tai. Aš iš tikrųjų galvojau apie garsiąją balionų anologiją. Jei ant baliono paviršiaus nupiešiate dvi skirtingas (bangos ilgio) sinusines funkcijas, tada susprogdinkite, ar dviejų bangų ilgis būtų „proporcingas“ arba „absoliutus“?

Hmmm, aš turiu kurį laiką galvoti apie tai. Aš iš tikrųjų galvojau apie garsiąją balionų anologiją. Jei ant baliono paviršiaus nupiešiate dvi skirtingas (bangos ilgio) sinusines funkcijas, tada susprogdinkite, ar dviejų bangos ilgių ruožas būtų „proporcingas“ arba „absoliutus“ proporcingas. Jei baliono plotas padvigubėja, kiekvienas mažas pleistras taip pat padvigubėja. Viskas, ką piešiate ant to mažo lopinėlio, yra dvigubai didesnis. Viskas, ką piešiate ant bet kokio bet kokio dydžio pleistro, yra dvigubai didesnis. Įsivaizduokite, kad viena šalia kitos nupiešiate dvi bangas, kurių viena yra dvigubai didesnė už kitos bangos ilgį. Pripūskite balioną, kad jo paviršiaus plotas padvigubėtų. Bangos tęsiasi proporcingai, kiekviena padvigubina savo bangos ilgį.

(Aš iš tikrųjų šiek tiek daugiau pridėjau prie savo originalaus teksto apie elastinę juostą, kol atsakėte, daugiau ar mažiau dėl to.)

Manau, kad įrašas Nr. 35 buvo puikus paaiškinimas.

Gaukite didelę guminę juostelę arba elastinės juostelę, uždėkite ant jos keletą žymių ir žiūrėkite
kas jiems nutinka, kai ją ištempiate. Lygiai tas pats nutinka
ant baliono, kai jį, žinoma, susprogdini, bet 2-D, o ne tik 1-D.

Deja, norėjau atsakyti į tai:
Tai nesuprantu. Mano pasauliečio požiūriu, 50 nm plėtra nepriklauso nuo atstumo (ilgio). Nesvarbu, ar atstumas yra 1 m, ar 1 šviesmetis, 50 nm plėtra yra visiškai vienoda abiem, ar ne? Įsivaizduokite, kad besiplečiantis matuoklis yra įdėtas į besiplečiantį šviesmetį (kuris yra maždaug 1016 metrų).
Jei šviesos metai išsiplečia 50 nm (= 5 x 10–8 metrai), tada kiekvienas jo matuoklis išsiplečia tik 5 ytometrais (= 5 x 10–24 metrai).
Jei skaitiklis išsiplečia 50 nm, o kiekvienas aplink jį esantis metras išsiplečia ta pačia suma, tada šviesmetis išsiplečia 500 megametrų (5 x 108 metrai).
Taip veikia tolygus išsiplėtimas (kaip pastebima tikrojoje Visatoje), ir jūs galite pamatyti, kad vienas nėra lygiavertis kitam.

Galvojau apie tai per naktį, ir tai gali būti. Tai ypač panašu į tai, kas daroma naudojant optinę melasą (kurioje žinau, kad energija yra išsaugota): pakoreguokite lazerį taip, kad fotonai būtų per plauką žemiau atomo energijos lygio - tegul minėtas atomas juda į spindulį ir fotonas atrodo mėlynas, pasislinkęs į atomą, kuris dabar gali sugerti fotoną, ir sulėtėjęs.

Neabejoju, kad matematika veikia, tik nesu tikra, kokių dalių man trūksta - ir manau, kad vis tiek kažko trūksta.

Jei pažvelgsiu į H absorbcijos linijas iš tolimos galaktikos. H skleidžia 10 eV (tarkim) fotonus tos galaktikos rėme. H taip pat išskiria 10 eV fotonų mano galaktikoje. Tas fotonas iš tolimos galaktikos dabar yra 8eV fotonas, kol jis čia pateks, matuojamas mano galaktikos rėmuose - net jei mes nesivarginame jo aptikti, todėl jokio atsitraukimo.

Tada: ar fotono energija vis dar yra 10 eV, jei ji matuojama tolimos galaktikos rėme? Jei atsakymas yra neabejotinas „taip“, tada viskas gerai.

Kalbant apie kosmologinį aspektą, turėjau omenyje tai, kad taip, visatos plėtimasis yra kosmologija, tačiau klausimas nėra susijęs su visatos, kaip visumos, energijos išsaugojimu.


Kodėl gi ne? Jūs turite omenyje, kad jei aš turiu vieną atomą, judantį maždaug c / 5 greičiu, jis neišspinduliuos 10 eV fotono savo kadre, bet 8 eV fotonas stacionaraus atomo, sugeriančio fotoną, rėme? Atkreipkite dėmesį, kad šioje situacijoje nėra besiplečiančios erdvės, ir tikrai nejudančiame atome sužadinsite tik 8 eV. Kur dingo 2 eV šiuo atveju? Jis pateko į judantį atomą! Fotono spinduliavimo metu susidaro „recoilija“, kuri šiek tiek pagreitina c / 5 atomą. Jei atliksite matematiką, pamatysite, kaip ir magija, visa trūkstama energija yra judančiame atome (taip pat labai maža suma stacionaraus atomo atsitraukime, tačiau galite to nepaisyti).

Atkreipkite dėmesį, kad šis atsakymas yra kitoks, jei kalbate apie gravitacinį raudoną poslinkį arba kosmologinį raudoną poslinkį. Manau, kad čia bandote laikytis paprasčiausio atvejo. Aš supainiotas, kodėl sakote, kad nenorite apsvarstyti kosmologinių raudonų poslinkių, tada iškart pradėkite kalbėti apie tai, kur energija eina kosmologiniams raudoniems poslinkiams. Kaip sakė Grantas, tokiu atveju jūs negalite tikėtis energijos išsaugojimo, nes reliatyvistinis sunkio traktavimas apsunkina situaciją.

Paprastame dviejų atomų santykyje judėjimo situacijoje yra paprastas atsakymas.

H skleidžia 10 eV (tarkim) fotonus tos galaktikos rėme. H taip pat išskiria 10 eV fotonų mano galaktikoje. Tas tolimos galaktikos fotonas dabar yra 8eV fotonas, kai jis čia patenka, matuojamas mano galaktikos rėmuose - net jei mes nesivarginame jo aptikti, todėl jokio atsitraukimo. Atitinkama jūsų scenarijaus atatranka nėra mūsų, tai atsitraukimas spinduliuojančiame atome, kuris tikrai visada yra. Subtilus dalykas yra tai, kad judančio atomo atsitraukimas (energijos apskaita mūsų pačių stacionariuose rėmuose) atitiks daug daugiau energijos nei kadre, kuriame stovi stovas. Taip veikia energija - ji susidedama bet kuriame kadre, tačiau skirtinguose rėmuose ji skiriasi. Tai verta apgalvoti.


Tada: ar fotono energija vis dar yra 10 eV, jei ji matuojama tolimos galaktikos rėme? Jei atsakymas yra neabejotinas „taip“, tada viskas gerai.
Jei mes įsivaizduojame, kad šis raudonas poslinkis yra Doplerio poslinkis, o ne kosmologinis raudonas poslinkis (kurį stipriai veikia gravitacija ir kurio supratimui reikia bendro reliatyvumo - iš tikrųjų, aš tai galvoju kaip apie gravitacinį raudoną poslinkį), tada atsakymas yra „citatos“. Tačiau tikroji esmė čia yra ta, kad niekada negalima sakyti „kada“ arba „kodėl“ įvyko raudonas poslinkis bet kokiu absoliučiu būdu, vienintelis absoliutus yra pastebimas dalykas, kad fotonas negali būti absorbuojamas 10eV linijoje. To priežastis galima nurodyti daugeliu skirtingų būdų, atsižvelgiant į pasirinktą atskaitos sistemą. Tiesiog pasilikime prie įprastų pirmos eilės Doplerio poslinkių ir pasakykime, kad spinduolio rėmelyje 10eV fotonas negali būti absorbuojamas, nes sugeriantis atomas turėtų pasiimti 2 eV kinetinės energijos iš jos absorbcijos atatrankos, tuo tarpu sugeriančio atomo rėmelyje fotonas negali būti absorbuojamas, nes jis jau prarado 2 eV, sklindantis atomas. Kaip tik energija veikia skirtinguose rėmuose (grantas Hutchisonas teigė, kad ji buvo išsaugota, bet ne nekintanti).

Taip, skleidžiantis atomas atsitraukia. Tačiau raudonas poslinkis įvyksta tik po to:
Atomas skleidžia 10eV fotoną, fotonas iškart pagaunamas ir pastebimas, kad jis yra 10eV.
Palyginti su:
Atomas skleidžia 10eV fotoną, fotonas keliauja pora 100 milijonų litų ir yra pastebėtas 8eV (kitos galaktikos rėmuose).

Abiem atvejais atsitraukimas yra tas pats
(jei matuojama tame pačiame kadre), todėl tai negali būti paaiškinimas.

Viskas būtų rasta, jei aš tai žinočiau, jei fotono energija aptikiančios galaktikos vietoje, bet spinduliuojančios galaktikos atskaitos rėme vis tiek būtų 10eV. Gali būti - aš tiesiog nežinau atsakymo į šį klausimą.


Atitinkama atatranka jūsų scenarijuje nėra mūsų, tai yra atsitraukiantis spinduliuojantis atomas, kuris tikrai yra visada. Subtilus dalykas yra tai, kad judančio atomo atsitraukimas (energijos apskaita mūsų pačių stacionariuose rėmuose) atitiks daug daugiau energijos nei kadre, kuriame stovi stovas. Taip veikia energija - ji susidedama bet kuriame kadre, tačiau skirtinguose rėmuose ji skiriasi. Tai verta apgalvoti.

Taip, skleidžiantis atomas atsitraukia. Tačiau raudonas poslinkis įvyksta tik po to:
Atomas skleidžia 10eV fotoną, fotonas iškart pagaunamas ir pastebimas, kad jis yra 10eV.
Palyginti su:
Atomas skleidžia 10eV fotoną, fotonas keliauja pora 100 milijonų litų ir yra pastebėtas 8eV (kitos galaktikos rėmuose).

Abiem atvejais atsitraukimas yra tas pats
(jei matuojama tame pačiame kadre), todėl tai negali būti paaiškinimas.

Viskas būtų rasta, jei aš tai žinočiau, jei fotono energija aptikiančios galaktikos vietoje, bet spinduliuojančios galaktikos atskaitos rėme vis tiek būtų 10eV. Gali būti - aš tiesiog nežinau atsakymo į šį klausimą.


Siūlau jums pereiti specialų reliatyvumą nuo A iki Z, kad jis būtų tvirtas.

10 eV fotonas išsiskiria ir absorbuojamas 2 cm vėliau, vis dar

Iš mano galaktikos 10 eV fotonas niekada nebuvo išspinduliuojamas. Pradėti reikėjo 8 eV ir taip likti. Kodėl neteisinga sakyti, kad raudonas poslinkis įvyksta per atstumą, o ne laiką? Atminkite, kad fotonai nepatiria laiko, todėl nėra taip, kad fotonas pasikeistų viduje.

Man tai skamba taip, lyg jūs ieškotumėte absoliučio poilsio rėmo.

Taip, skleidžiantis atomas atsitraukia. Bet raudonas poslinkis įvyksta tik po to: dar kartą: visada neįmanoma pasakyti & quot, kai įvyksta raudonas poslinkis & quot; tai visada yra atskaitos rėmo ar koordinačių sistemos klausimas. Kosmologiniai raudoni poslinkiai nesiskiria, jie nepažeidžia reliatyvumo.


Abiem atvejais atsitraukimas yra tas pats
(jei matuojama tame pačiame kadre), todėl tai negali būti paaiškinimas.
Tai paaiškinimas, kur energija eina įprastu (pirmos eilės) doplerio poslinkiu, kaip sakiau. Anksčiau sakėte, kad nenorite žinoti, kur eina energija kosmologiniams raudoniems poslinkiams, nes į tai jau atsakė Grantas Hutchisonas - kosmologiniai raudoni poslinkiai energijos netaupo. (Iš tiesų CMB šiandien yra kur kas mažiau energijos nei praeityje.) Taip pat galima stengtis atgauti energiją, paprastai tam tikra forma įtraukiant potencialią gravitacinę energiją. Ar jums būtų laimingiau sakyti, kad kosmologiniai raudoni poslinkiai praranda energiją dėl gravitacinio potencialo? Nė vienas iš jų nėra unikalūs paveikslėliai, jūs prašote atsakymų į pedagogiką (t. Y. Paveikslėlius), o ne į faktines mokslo teorijas.


Viskas būtų rasta, jei aš tai žinočiau, jei fotono energija aptikiančios galaktikos vietoje, bet spinduliuojančios galaktikos atskaitos rėme vis tiek būtų 10eV. Tai gali būti - aš tiesiog nežinau atsakymo į šį klausimą. Nėra jokios fizinės prasmės, kokia yra fotono energija, bet kur ji yra, aptikimo galaktikoje ir palyginti su konkrečiu stebėtoju toje vietoje. Visa kita yra gryna koordinačių sistema, būtent taip veikia energija.

(snip) mes neįsivaizduojame, ką daro kosmosas, todėl mes niekaip negalime pasakyti, kaip šviesa su ja „sąveikaus“. (fragmentas) Jei klausiate, kodėl šviesos bangos ilgis plečiasi, kai Visata plečiasi, niekada nerasite patenkinamo atsakymo (fragmentas)

Tai tikrai gera ir liūdna žinia tuo pačiu metu.

Geros naujienos yra: aš ne vienas. Tai atims mane (kuriam laikui?) Nuo nenaudingų košmarų
Liūdna žinia:
niekas nežino, kodėl veikia bendrojo reliatyvumo teorija
Kita vertus, niekas nežino, KODĖL šviesa elgiasi taip, kaip ji elgiasi.
Bet aš su tuo sutinku

bet mes nustatėme, kad tai (GR teorija) gražiai paprastai ir matematiškai elegantiškai suvienija pastebėjimus
nors suprantu tik labai nedaug


Ankstyvosios visatos energijos išsaugojimo pažeidimai gali paaiškinti tamsiąją energiją

Tai žvaigždžių formavimo regiono „Pietų kolonos“ regionas, vadinamas Karinos ūku. Infraraudonųjų spindulių teleskopas, tarsi praskleidęs arbūzą ir radęs jo sėklas, „draskė“ šį drumstą debesį, kad atskleistų žvaigždžių embrionus, įsmeigusius į pirštus primenančius storų dulkių stulpus. Kreditas: NASA

(Phys.org). Fizikai pasiūlė, kad energijos išsaugojimo pažeidimai ankstyvojoje visatoje, kaip numato tam tikros modifikuotos kvantinės mechanikos ir kvantinės traukos teorijos, gali paaiškinti kosmologinės pastovumo problemą, kuri kartais vadinama „blogiausia teorine prognoze“. fizikos istorijoje “.

Fizikai Thibautas Jossetas ir Alejandro Perezas iš Aix-Marseille universiteto (Prancūzija) ir Danielis Sudarsky iš Meksikos nacionalinio autonominio universiteto paskelbė straipsnį apie savo pasiūlymą naujausiame numeryje. Fizinės apžvalgos laiškai.

„Pagrindinis darbo pasiekimas buvo netikėtas ryšys tarp dviejų, matyt, labai skirtingų klausimų, būtent pagreitinto visatos išsiplėtimo ir mikroskopinės fizikos“, - pasakojo Josset. Phys.org. "Tai leidžia naujai pažvelgti į nuolatinę kosmologinę problemą, kuri dar toli gražu nėra išspręsta".

Iš pradžių Einšteinas 1917 m. Pasiūlė kosmologinės konstantos koncepciją, kad pakeistų savo bendrojo reliatyvumo teoriją, kad būtų išvengta visatos plėtimosi, nes tuo metu visata buvo laikoma statiška.

Dabar, kai šiuolaikiniai stebėjimai rodo, kad visata plečiasi vis sparčiau, šiandien kosmologinę konstantą galima laikyti paprasčiausia tamsiosios energijos forma, siūlančia atsiskaityti už dabartinius stebėjimus.

Tačiau tarp didelės teorinės prognozuojamos kosmologinės konstantos vertės ir mažos stebimos vertės yra didžiulis neatitikimas - iki 120 dydžių. Norėdami paaiškinti šį nesutarimą, kai kurie tyrimai pasiūlė, kad kosmologinė konstanta gali būti visiškai nauja gamtos konstanta, kurią reikia tiksliau išmatuoti, tuo tarpu kita galimybė yra ta, kad teorijos laikomas pagrindinis mechanizmas yra neteisingas. Naujasis tyrimas patenka į antrąją minties kryptį ir rodo, kad mokslininkai vis dar ne iki galo supranta pagrindines kosmologinės konstantos priežastis.

Pagrindinė naujojo straipsnio idėja yra ta, kad energijos išsaugojimo pažeidimai ankstyvojoje visatoje galėjo būti tokie maži, kad jie turėtų nereikšmingą poveikį vietiniu mastu ir liktų neprieinami šiuolaikiniams eksperimentams, tačiau tuo pačiu metu šie pažeidimai galėjo reikšmingai prisidėti iki dabartinės kosmologinės konstantos vertės.

Daugumai žmonių idėja, kad pažeidžiamas energijos taupymas, prieštarauja viskam, ką jie sužinojo apie pagrindinius fizikos dėsnius. Tačiau kosmologiniu mastu energijos išsaugojimas nėra toks tvirtas dėsnis, kaip mažesnėmis skalėmis. Šiame tyrime fizikai specialiai ištyrė dvi teorijas, kuriose natūraliai atsiranda energijos išsaugojimo pažeidimai.

Pirmasis pažeidimų scenarijus apima kvantinės teorijos modifikacijas, kurios anksčiau buvo pasiūlytos tirti tokius reiškinius kaip juodųjų skylių sukūrimas ir išgarinimas ir kurie taip pat atsiranda interpretuojant kvantinę mechaniką, kurioje bangos funkcija savaime žlunga. Šiais atvejais energija sukuriama tokiu kiekiu, kuris yra proporcingas griūvančio objekto masei.

Energijos taupymo pažeidimai taip pat kyla kai kuriuose kvantinės gravitacijos požiūriuose, kai erdvėlaikis laikomas granuliuotu dėl pagrindinės ilgio ribos (Plancko ilgis, kuris yra maždaug 10–35 m). Šis erdvėlaikio diskretiškumas galėjo sukelti energijos padidėjimą arba sumažėjimą, kuris galėjo prisidėti prie kosmologinės konstantos pradžios, kai fotonai atsiskyrė nuo elektronų ankstyvojoje visatoje laikotarpiu, vadinamu rekombinacija.

Kaip paaiškina tyrėjai, jų pasiūlymas remiasi bendrojo reliatyvumo modifikacija, vadinama nemoduline gravitacija, kurią pirmą kartą pasiūlė Einšteinas 1919 m.

„Energiją iš materijos komponentų galima atiduoti gravitaciniam laukui, ir šis„ energijos praradimas “elgsis kaip kosmologinė konstanta - ji nebus atskiesta vėlesniu visatos išsiplėtimu“, - sakė Josset. "Todėl nedidelis energijos praradimas ar sukūrimas tolimoje praeityje šiandien gali turėti didelių padarinių."

Nepriklausomai nuo energijos taupymo pažeidimo šaltinio, svarbus rezultatas yra tai, kad sukurta ar prarasta energija laikui bėgant vis labiau paveikė kosmologinę konstantą, o poveikis medžiagai laikui bėgant sumažėjo dėl to, kad išsiplėtė energija. visata.

Kitas būdas tai pasakyti, kaip fizikai aiškina savo dokumente, yra tai, kad kosmologinę konstanta galima laikyti energijos nesaugojimo įrašu visatos istorijoje.

Šiuo metu nėra galimybės pasakyti, ar čia ištirti energijos taupymo pažeidimai iš tikrųjų paveikė kosmologinę konstantą, tačiau fizikai planuoja ateityje toliau tirti šią galimybę.

„Mūsų pasiūlymas yra labai bendras ir tikimasi, kad bet koks energijos taupymo pažeidimas prisidės prie efektyvios kosmologinės konstantos“, - sakė Josset. „Tai galėtų leisti nustatyti naujus fenomenologinių modelių suvaržymus, viršijančius standartinę kvantinę mechaniką.

"Kita vertus, tiesioginiai įrodymai, kad tamsioji energija gaunama dėl energijos nesaugojimo, atrodo, iš esmės nepasiekiami, nes šiandien mes turime prieigą prie lambda [kosmologinės konstantos] vertės ir apribojame jos raidą tik vėlyvu metu . "


Siūlai: kosminis raudonas poslinkis ir fotonų energija

Kai fotonas nuvažiuoja kosmomoginius atstumus, jis gauna kosmologinį raudoną poslinkį. Lengva jį išsiaiškinti, kai galvojate, kad bangos ilgis yra ištemptas plečiant erdvę, bet kas būtų, jei į tai žiūrėtumėte energetiniu požiūriu? Energija, kuri buvo naudojama fotonui sukurti, yra mažesnė nei energija, įgyta absorbuojant fotoną.

Kur dingo energija? Man atrodo, kad energijos principo išsaugojimas yra pažeistas, nebent fotono prarasta energija būtų panaudota erdvės, kurią jis perkėlė, išplėtimui.

Bet jei taip yra, kodėl visa erdvė nesiplečia? Panašu, kad plečiasi tik tarpgalaktinė erdvė. (galbūt neergalaktinė erdvė jau yra ištempta iki maksimumo (savotiškas prisotinimas), gravitacija neleidžia jai plėstis)


Akimirką tarkime, kad energijos nuostoliai (tam tikru laipsniu) prisideda prie erdvės išplėtimo. Ar tai gali būti dvipusis procesas? Ar mažos energijos fotonas gali įgyti energijos, kai jis keliauja per išsiplėtusią erdvę, ir proceso metu šiek tiek susitraukia? Tokiu atveju labai mažos energijos fotonams galimas kosmologinis mėlynos spalvos poslinkis . Šioje perspektyvoje jūs galite pamatyti erdvę kaip terpę, kurią gamta sukuria tam, kad kauptų dalį jos energijos.

Žinau, kad tai visiška idėja, bet (man) tai yra smagu pagalvoti. Aš tiesiog norėjau jį padėti ant stalo atvirai diskusijai, o ne kaip bankomato idėją. Nematau, kad tai susidurtų su jokiomis pagrindinėmis teorijomis (galbūt ji susiduria su GR, bet GR yra iš mano komforto zonos).

GR nėra globalaus energijos taupymo, iš tikrųjų neįmanoma net vienareikšmiškai apibrėžti pasaulinės energijos sampratos. Energijos taupymas vyksta tik vietoje.

Kitas būdas tai pastebėti yra galvoti apie tamsiąją energiją, vakuumo energijos tankį. Jei visata auga ir energijos tankis išlieka pastovus, tada bendra energija didėja. Tai susiję su principu, kad energija ir impulsas yra išsaugomi SR kiekviename atskaitos kadre atskirai, tačiau GR šie atskaitos rėmai turi tik vietinį mastą.

Taigi energija gali išnykti visame pasaulyje? Tai įdomu, nes energija buvo išsaugota vietoje, kai išsiskiria fotonas, tačiau ji dėl išsiplėtimo palaipsniui išsisklaido? Kita vertus, kai fotonas atvyksta, o šaltinis buvo labai toli, fotonas turėjo paaukoti tam tikrą kinetinę energiją, kad pasiektų mus iš šaltinio, kuris taip greitai nutolsta nuo mūsų. Ar tai lygiavertis teiginys? O gal šaltinis tikrai nenutolsta? GR sunku gauti.

Ar energija gali pasirodyti ir niekur pasaulyje? O materija, nes ji turi energijos ekvivalentą?

Kai kas nors pastebi raudonai pasislinkusį fotoną, jis ir yra
juda fotoną skleidžiančio objekto atžvilgiu.
Jei jis atitiktų greitį su objektu, jo nebūtų
raudonas poslinkis. Fotonas nepraranda energijos. Tai tiesiog
kad visi stebėtojai tolsta nuo visų skleidėjų,
suteikiant jiems visiems skirtingus informacinius rėmus, tai padaryti
neįmanoma apskaityti visų fotonų energijos
tuo pačiu metu.

Tai neišnyksta. Paprasčiausia, kad skirtingi atskaitos rėmai & quot, pamato & quot; skirtingus energijos kiekius. Jūs taip pat galite tai paaiškinti kaip laiko išsiplėtimo efektą. Bet tai taip pat priklauso nuo rėmo. Jei norite, galiu nurodyti kelis šaltinius, kurie gali pateikti svarbiausias matematines detales.

Vėlgi, paprasčiausiai kalbama apie skirtingus atskaitos taškus, matuojančius skirtingus energijos kiekius. Tai yra viena iš problemų bandant paaiškinti matematiką, naudojant žodžius. Arba, kaip nutrūksta analogija, kai bandai ją per daug nustumti.

Taip tai yra. Niekada to negausite iš & pasiaiškinkite man žodžiais ir paaiškinimo tipo paaiškinimais. Man prireikė ketverių metų, neakivaizdinio darbo, kad tik galėčiau gauti prielaidas, kad galėčiau pradėti mokytis matematikos, reikalingos GR. Dar dveji metai tai matematikai ir tada aš pagaliau dirbau su GR. Keletą metų dirbau pats, kol aplinkybės privertė to atsisakyti. Ir tuo metu aš žinojau tik tiek, kad būčiau pavojinga. Dabar, po kelerių metų, kai to netyriau, pamiršau nemažai, žinau dar mažiau ir esu dar pavojingesnė. Galėsite greičiau tai išgyventi, jei turėsite prieigą prie tikro universiteto. Mano požiūriu, atrodo, kad Urvinis žmogus jį gerai sugeba.

Tai priklausytų nuo to, ką reiškia energija, atsirandanti iš niekur. „Big Crunch“ visatos atveju, visatai žlugus, įvyktų kosmologinis mėlynas poslinkis. Tai apie ką jūs kalbate? Jei taip, tai vėlgi būtų tiesiog skirtingų energijų matavimas skirtinguose atskaitos rėmuose.

labas jeffai, ačiū, kad prisijungei prie diskusijos.

Yra daugiau nei viena galima fotonų raudonojo poslinkio priežastis.
- raudonas poslinkis dėl judėjimo (kaip aprašėte)
- gravitacinis raudonas poslinkis (gravitacinio lauko peržengimo raudonas poslinkis)
- kosminis raudonas poslinkis. (raudonas poslinkis sukurtas plečiant erdvę)

Aš žinau ir sutinku, bet manau, kad tai:
Galaktikos dreifuoja dėl erdvės išplėtimo, o ne dėl to, kad jos juda. Tam tikra prasme jie lieka stacionarūs 1. Priešingu atveju kai kurios galaktikos „paspartins“ nuo mūsų didesniu nei šviesos greitis. (manau, kad jokia atskaitos sistema neleis greičiui būti didesnio nei „c“, manau).

Jei tarp mūsų ir tolimų galaktikų nėra didelio greičio, fotonai neturėtų prarasti energijos. Kaip jūs sakėte.
(Drįsčiau teigti, kad kosminiam raudonam poslinkiui energija išmetama kažkur palei kelią, kuriuo eina fotonas).


1, kai sakau nejudantis, jis apima „nedidelį“ galaktikų judėjimą kiekvieno kito atžvilgiu, tokį, kokį galime aptikti mūsų vietiniame galaktikų klasteryje.

Apie tai kalbėjau apie kosminį raudoną poslinkį. Idėja
kad galaktikos juda viena kitos atžvilgiu yra a
susitarimas, kuris kai kurias analizės technikas padaro labiau naudingas
patogu. Galaktikos vis labiau skiriasi nuo kiekvienos
kita, nesvarbu, ar priežastis yra kosmoso plėtra, ar ne.
Aš čia darau prielaidą, kad taip yra.

Nesu tikras, ar yra gravitacinis raudonas poslinkis
mažėjančiam Visatos tankiui ar ne. Jeigu ten
tai taip pat turėtų būti įtraukta, bet aš tikiu, kad taip būtų
gana mažas faktorius (apie 1 ar 2 proc.).

Norint suderinti greitį su tolimu objektu, būtų
turi atsižvelgti į erdvės išplėtimą tarp
objektas ir stebėtojas per kelią, kuriuo nuėjo šviesa.
Tai automatiškai atspindi visą stebėtą kosminę erdvę
raudonas poslinkis, išskyrus galbūt šiek tiek dėl sunkumo.

Tolimose supernovose pastebėtas kosmologinis laiko nustatymas yra labai įtikinami duomenys, norint pripažinti, kad erdvė plečiasi. (taigi mes čia esame vienoje linijoje)

raudonų poslinkių, pastebėtų iš tolimų galaktikų (zviso) yra trijų dalių suma:

zviso = zgrav + zgiminaitis dopleris + zkomologinis (EDIT: turėtų būti produktas, žr. 12 postą)


Jei izoliuotumėte zkomologinis ir priartinti tai mane žavi

a = visatos plėtimosi koeficientas


Galima teigti, kad erdvės išsiplėtimas pakeitė fotono elektromagnetinę energiją. Tai priežastis ir pasekmė. Bet ar galime būti tikri, kad tai priežastis ir pasekmė? Ar gali būti, kad fotoną paliekanti energija yra erdvės išsiplėtimo priežastis. (arba kad tai yra tik procesas, kuris įvyksta, taip pat nėra pageidaujama priežastis).

Taip sakant yra šiek tiek klaidinanti, energija negali būti vienareikšmiška apibrėžta apskritai visame pasaulyje.

Tai, ką mes laikome & quot; išsaugojimo dėsniais & quot;, iš tikrųjų yra erdvėlaikio simetrijos (mūsų svarstoma visatos audinys).

Erdvės laiko simetrijos terminas iš esmės reiškia, kad visata atrodo vienoda, jei aš ką nors darau. Pavyzdžiui, jei apsisukau visatoje, atrodau vienodai, todėl tai vadiname sukimosi simetrija (išilgai ašies nuo mano galvos iki kojų, žinoma, yra 3 tokios ašys 3 dimensijų erdvėje). Kitas pavyzdys būtų, jei aš einu link kažkurios krypties, visata taip pat atrodo ta pati, tai mes tada vadiname vertimo simetrija išilgai tos krypties (vertimas šiame kontekste reiškia tik judėjimą į kitą tašką, be abejo, yra ir 3 kryptys, kuriomis padaryti tai).

Kiekvieną iš šių simetrijų galima pavaizduoti vektoriu, kuris iš esmės yra tam tikra kryptimi nukreipta rodyklė, turinti tam tikrą ilgį, vadinama vektoriaus norma. Jei šis vektorius reiškia tokią simetriją, mes jį vadiname žudymo vektoriu.

Gerai, tiek apie terminologiją

Kiekviena iš šių simetrijų atitinka tam tikrą gamtos apsaugos įstatymą, rodanti, kad tai yra gana bauginantis matematiškai, todėl jūs tiesiog turėsite manimi tuo patikėti, arba galite ieškoti Noetherio teoremos, kuri yra to pagrindas. Jie yra impulsų išsaugojimas 3 kryptimis, kad būtų galima atlikti simetriją tomis kryptimis, kampinio impulso išsaugojimas 3 ašyse, kad sukimosi simetrija būtų šiose ašyse, ir energijos išsaugojimas vertimo simetrijai laiko kryptimi. Paskutinė vertimo simetrija laiko kryptimi gali pasirodyti šiek tiek keista, tačiau tai tik reiškia, kad jei aš einu į priekį / atgal laiku, visata vis atrodo taip pat.

Šių simetrijų atvaizdavimas su Killing vektoriais leidžia mums apibrėžti susijusią sąvoką. Pvz., Energija yra Killing vektoriaus, nukreipto laiko kryptimi, norma ir tt Kadangi šis vektorius reiškia simetriją, jo norma yra pastovi ir gali būti naudojama kiekybiškai įvertinti naudojamą sąvoką. Taigi mes galime apibrėžti energiją kaip tam tikro laiko žudymo vektoriaus normą, ir kadangi tai yra pastovi, mes išsaugome energiją. Panašiai kaip ir visiems kitiems gamtos apsaugos įstatymams.

Tai turėdami galime pamatyti, kokie visatos apsaugos įstatymai egzistuoja. Jei einame į priekį / atgal laiku, Visata neabejotinai atrodo kitaip (ji išsiplėtė arba susitraukė), todėl laiko simetrija ir tokiu būdu energijos išsaugojimas yra nebeįmanoma. Jei apsisuksime visomis 3 ašimis, visata vis atrodys ta pati, taigi mes turime visas sukimosi simetrijas ir kampinių impulsų išsaugojimą visose ašyse. Jei mes judėsime į kokią nors kitą vietą visomis 3 kryptimis, visata vis atrodys vienodai, taigi mes turime visas erdvines vertimo simetrijas ir impulsų išsaugojimą visomis kryptimis. Pastaruoju atveju reikia pažymėti, kad transliacinio žudymo vektoriaus norma yra pastovi gretimose koordinatėse, o ne tinkamose koordinatėse, todėl atrodo, kad visatos plėtimuisi priklauso „impulsų praradimas“.

Priežastis, kodėl mes turime visus gamtos apsaugos įstatymus vietoje, yra ta, kad lokaliai mes galime galvoti apie Visatą kaip plokščią. Palyginkite tai su žemės žemėlapiu, jei esate vietinis (pvz., Viename mieste), tada plokščias žemėlapis tiksliai atspindi. Tačiau pasauliniu mastu tai nepavyksta, nes visi plokšti žemėlapiai pradės iškraipyti pasauliniu mastu. Taigi, atsižvelgdami į vietinį visatos lopą, turime atsižvelgti tik į plokščią erdvėlaikį be jokių varpų ir švilpukų, vadinamą minkowski kosmosu. Šis turi visas simetrijas, taigi ir visus gamtos išsaugojimo dėsnius, taigi vietiniu mastu turėsime energijos taupymą.

Tai nereiškia, kad taip yra neįmanomas kad būtų galima taupyti energiją visame pasaulyje, tai priklauso tik nuo jūsų siūlomo pasiūlymo. Pavyzdžiui, apsvarstykite juodąją skylę (kitaip tuščioje visatoje). Jei mes einame į priekį / atgal laiku, juodoji skylė tiesiog sėdi ir atrodo lygiai taip pat. Taigi tokiu atveju mes visuotinai taupome energiją, nors erdvės laikas aplink juodąją skylę yra labai iškreiptas. Visų erdvių, turinčių visuotinį energijos išsaugojimą, rinkinys vadinamas stacionariais erdvės laikais, kad būtų galima įterpti dar šiek tiek terminologijos.

Jūs netgi galite turėti keletą keistų erdvių. Paimkime, pavyzdžiui, besisukančią juodąją skylę, ji & quot; vilko & quot; ilgą erdvę kartu su ja išilgai pusiaujo srities. Tai reiškia, kad sukimosi simetrija yra išilgai ašies, kuria sukasi juoda skylė, bet ne išilgai kitų ašių. Tiesiog pagalvokite apie tai kaip apie įstrižą sferoidą, jį galite apsukti tik viena ašimi, kad ji atrodytų vienodai. Taigi tai reiškia, kad turime kampinio impulso išsaugojimą, bet tik išilgai vienos ašies, o ne išilgai kitų dviejų.

Žinoma, visais įmanomais laiko tarpais bus taikomi visi vietiniai gamtos apsaugos įstatymai, nes, kad ir koks iškreiptas erdvėlaikis, jei eisite prie pakankamai mažo lopinėlio, jis ten atrodys plokščias, tai tik masto klausimas. Tai aš norėjau pasakyti, kad GR nuorodų rėmai yra vietiniai.


Gravitacinis raudonas poslinkis ir energijos taupymas

Yra žinoma, kad iš gravitacinio šulinio pabėgę fotonai atrodys raudonai pasislinkę stebėtojui toli už šulinio. Jei bendras fotonų, dalyvaujančių tokioje sąveikoje, skaičius išlieka pastovus, tačiau kiekvieno fotono bangos ilgis yra ilgesnis, bendra sistemos energija turi sumažėti.

Tai paskatino kai kuriuos redaktorius padaryti (skubotai) išvadą, kad „Visatos visumos energija mažėja“, dažnai greta teiginių apie raudonąjį poslinkį, matomą iš kosminės ekspansijos, ar ką turite.

Galbūt ne. Bendra visatos energija gali būti pastovi, tuo tarpu fotonų rinkinyje energija kažkaip „grąžinama“ per gravitacinius efektus. Bet už tą & quot; prarastą & quot; energiją visada galima atsiskaityti sugrąžinant gravitacinę energiją dideliuose astronominiuose kūnuose, dalyvaujančiuose raudonuose poslinkiuose. Apskritai, jei teigiama, kad gravitacinis poveikis pažeidžia energijos išsaugojimą, tą pažeidimą visada ir visada kompensuos gravitacinė energija. Nors bendrasis reliatyvumas leidžia „vietiškai“ pažeisti energijos taupymą, bendra visatos energija išlieka pastovi.

Sunku atskirti energiją nuo masės ir impulsų, pagal SR nėra tikrai išsaugoma energija, o labiau išsaugomas & quot; 4 impulsas. & Quot; Cituojant Vikipediją:

[gravitacinio potencialo energija] kartais modeliuojama per Landau – Lifshitzo pseudotenzorių, kuris leidžia išlaikyti klasikinės mechanikos energijos-impulso išsaugojimo dėsnius.Pridėjus materijos streso, energijos ir impulso tenzorių prie Landau – Lifshitzo pseudotenzoriaus, gaunama kombinuota materija ir gravitacinės energijos pseudotenzorius, kurio visuose kadruose išnyksta 4 skirtumai, o nykstantis divergencija užtikrina išsaugojimo įstatymą. [1]

Situacija nėra daug kitokia nei su mase. Paimkite raketą ir išsiųskite ją į kosmosą, kai pabėgimo greitis siekia 6,9 mylių per sekundę, ir ji niekada nebegrįš, tačiau ji taip pat niekada nenustos lėtėti.

Jo kinetinė energija palaipsniui virsta potencialia energija. (Iš tikrųjų gana greitai, bet nepamiršk.) „Begalybėje“ jos greitis artės prie nulio.

Ir atvirkščiai, jei pasiimsite uolą & quotat begalybę & quot (visatoje, kurioje paprastumas yra tuščias, išskyrus uolą ir Žemę), ji prasideda nuliniu greičiu, bet palaipsniui greitėja link Žemės, paversdama savo potencialią energiją kinetine energija, galiausiai smogdama Žemę 6,9 mylios per sekundę.

Visoje uolos + Žemės sistemoje natūraliai yra (potenciali energija + kinetinė energija) = pastovi. Masinės energijos išsaugojimas, kaip minėjote.

Dėl garsiojo E = mc 2 tas pats samprotavimas galioja ir fotonams. Išeidami iš Žemės ir # x27 kaimynystės, jie keičiasi raudonai, bet jų pradinė energija paverčiama potencialia energija - ji neišsisklaido kažkokiu neaiškiu ar sudėtingu būdu.

Jei įdėsite (hipotetiškai tobulą) veidrodį per milijardą šviesmečių nuo Žemės ir vėl atspindėsite fotoną, jo potenciali energija vėl paverčiama atgal, o fotonas bliuzo metu pasislenka atgal.

Grynoji energija sistema fotono ir Žemės tame minčių eksperimente išlieka pastovi.

Ar visatos visumos energija yra pastovi, ar ne, pats yra įdomus klausimas, tačiau tai yra kitas klausimas, kurio aukščiau išvardyti dalykai neveikia.


Išvada

Nors Dr. Gentry modelis akivaizdžiai išvengė kritikos, nesvarbu, kokia apžvalga vyko prieš paskelbiant MPLA, tolesnio tyrimo metu to labai trūksta. Nepaisant teiginių, kad tai yra statinis Einšteino lauko lygčių sprendimas, NRI iš tikrųjų nėra. Net laikydamas paprastą Hablo santykį kaip pradinę sąlygą, jis nesutampa su pastebėtu raudonojo poslinkio ir atstumo kitimo tiesiškumu. Nors jo elementai gali trumpai išlikti konfigūracijose, kurias apibūdina dr. Gentry, vandenilio apvalkalo viduje esanti medžiaga ir nepakankamai masyvus vandenilio apvalkalas žymiai nukryps nuo pradinės padėties per mažiau nei Hablo laiką. Galiausiai NRI visiškai neatsižvelgia į pastebėtą šviesos elementų gausą. Visa tai verčia dr. Gentry išankstinį spaudinį teigti, kad jo „NRI“ „tikras kosminis„ Rosetta “akmuo“ yra rimtai abejotinas.