4 votos

¿Es preciso que la luz pierde energía en ausencia de gravedad y gana energía en su presencia?

Acabo de leer un artículo sobre el supervoid que encontraron y esto sugiere. Si es así, entonces estoy más fascinado con las relaciones entre luz y gravedad.

Quisiera hacer hincapié, cada artículo que leo sobre el supervoid recién descubierto dice lo mismo: la luz pierde energía en el vacío y gana energía después de emerger de la supervoid.

9voto

JRT Puntos 97

Sí, bueno, algo así. La energía puede ser un poco difícil seguir la pista de la relatividad general, y es importante ser preciso acerca de lo que entendemos por energía. En este caso el problema es si la luz es roja cambiado. El desplazamiento hacia el rojo hace disminuir la energía de los fotones individuales, aunque en general la energía no se pierde - es sólo diluido.

Usted probablemente sabe que la luz de las galaxias distantes es rojo desplazado debido a la expansión del universo (el desplazamiento al rojo cosmológico) de modo que toda la luz que nos llega desde las partes más distantes de la galaxia es de color rojo desplazado. Sin embargo, la luz que nos llega, que ha pasado a través de la supervoid es rojo desplazado más que el resto de la luz que no pase a través del vacío.

Si haces brillar la luz en un pozo gravitatorio es azul cambió a medida que cae en el pozo y el desplazamiento al rojo cuando sale. Esto se conoce como el desplazamiento al rojo gravitacional (o corrimiento al azul) y se ha medido experimentalmente en la Tierra. Conservación de la energía se traduce en el desplazamiento hacia el rojo cuando emergentes tiene que coincidir con el cambio de azul a entrar en el pozo, por lo que la energía neta de cambio es cero. En general la luz no puede ni ganar ni perder energía. Con un vacío conseguimos el efecto contrario - la luz roja cambia a medida que se entra en el vacío y azul cambia a medida que sale de la nada, y así como con un pozo de gravedad, en circunstancias normales, el rojo y el azul turnos sería el mismo.

Sin embargo, cuando se tiene un objeto tan grande como el supervoid, el objeto es el aumento en el tamaño de la expansión del universo, mientras que la luz pasa a través de él. Esto significa que el desplazamiento al rojo de la luz de las experiencias en entrar en el vacío es diferente para el cambio de azul a la luz de las experiencias dejando el vacío. El resultado final es que hay un total de desplazamiento al rojo que es mayor que si el vacío no estaba allí.

Si estás interesado en saber más, este efecto es conocido como el Integrado Sachs–Wolfe efecto, o más precisamente, la última hora integrado Sachs–Wolfe efecto. El efecto sólo ocurre debido a que la expansión del universo se acelera, o más precisamente se estaba acelerando cuando la luz que vemos pasar a través del vacío alrededor de 3 mil millones de años. La aceleración de la expansión tiende a suavizar las diferencias de densidad, por lo que, en efecto, el vacío fue menor cuando la luz salió de ella que cuando la luz entraba en ella y, por tanto, el cambio de frecuencia de la luz era diferente.

Se ha sugerido que el vacío es la causa de la CMB punto frío. El argumento es que para la luz de cruce de la anulación de la ISW efecto reduce su energía suficiente para explicar la temperatura más baja.

1voto

Guest Puntos 1

Siguiente Einstein comentario de que los fotones son indivisibles unidades realmente no es para explicar por qué un fotón tiene que ser rojo desplazado cuando emerge a partir de un potencial gravitatoria. No irradian, por lo que para no perder energía.

Más intuitiva es la explicación de que el dependiente de la potencial gravitatoria, donde un cuerpo se encuentra, este cuerpo irradia fotones con rojo desplazado o azul cambió de fotones en relación con un emisor en un potencial diferente (y lo mismo para los receptores). Para ser precisos, un electrón en el perturbado átomo de hidrógeno irradia rojo desplazado o azul desplazado fotones dependiente de la potencial gravitatoria este electrón se encuentra en relación a nuestro potencial gravitatoria.

Me gustaría cambiar mi punto de vista, si tengo una explicación de por qué esta declaración - estamos hablando gravitacional cambio, no se trata de desplazamiento al rojo de universo en expansión tiene que ser menos lógico cuando el postulado de cambio de frecuencia de los fotones.

-1voto

John Duffield Puntos 4475

Es preciso que la luz se pierde la energía en la ausencia de gravedad y ganancias de energía en su presencia?

No. Conservación de la energía se aplica, incluso cuando se trata de corrimiento al rojo gravitacional y desplazamiento hacia el azul. Si usted envía un 511keV de fotones en un agujero negro, el agujero negro que aumenta la masa por 511keV/c2. No aumentar más de esto. El descenso de fotones en realidad no obtener ningún tipo de energía. No es mágico, misterioso mecanismo por el cual la energía de alguna manera zapping a través del espacio en el descenso de fotones. No obstante, la medida que sea blueshifted cuando vamos inferior. Esto es debido a que cuando un cuerpo cae, la gravedad convierte la energía potencial en ese cuerpo en energía cinética que normalmente es irradiada. El cuerpo entonces tiene un déficit de masas, véase Wikipedia:

"Esta falta de masa se pueden perder durante el proceso de unión como energía en forma de calor o de la luz, con la quita de la energía correspondiente para retirar la masa a través de la ecuación de Einstein E=mc2."

El cuerpo, que podría ser, ahora comprende menos de la masa/energía de la que se hizo, por lo que en la comparación de los fotones parece haber ganado la energía. Otra manera de ver esto es que usted y sus relojes de ir más lento cuando estás inferior, debido a que de la gravedad de la dilatación del tiempo. Así que el fotón de frecuencia más alta se ve junto con su E=hf energía. En sentido similar si la velocidad hacia una fuente de luz de la frecuencia parece aumentar, pero los fotones no han cambiado, usted tiene.

Acabo de leer un artículo acerca de la supervoid encontraron y esto es sugerido. Si es así, entonces estoy más y más fascinado con los vínculos entre la luz y la gravedad.

Ha habido algunos buenos informes de este supervoid. Por ejemplo, este artículo dice que los fotones de la luz más lentamente a medida que se cruzan. Pedir un montón de preguntas sobre la misma.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X