Un fotón emitido por una fuente distante miles de millones de años luz de distancia llega aquí con una frecuencia menor por lo tanto menos energía que comenzó con. ¿Qué pasó con la energía?
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Jungle Hunter
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La energía de una partícula es un observador-dependiente de la cantidad en la Relatividad General. Para una partícula con cuatro impulso $ P^\mu $, medido por un observador con cuatro la velocidad de $ u^\mu $, se define como:
\begin{equation} \mathcal{E}^{(u)}=-g_{\mu \nu}u^{\mu} P^{\nu} >0 \end{equation}
Por ejemplo, para un observador estático $ u^\mu_{st} =(1,0,0,0) $ en el espacio de Minkowski tiempo, tenemos: \begin{equation} \mathcal{E}^{(u_{st})}=-P_0 \end{equation}
Que es constante, y la energía se conserva. Pero esto no es cierto en general. Si las cuatro de la velocidad es dependiente del tiempo, como en un universo en expansión, la energía no es una cantidad conservada. Usted puede encontrar a partir de la ecuación geodésica (utilizando el Robertson-Walker métrica) que la velocidad es inversamente proporcionales a la escala cósmica factor, por lo que se reducen con el tiempo. Desde otro punto de vista, se puede decir que es la dependencia del tiempo de la métrica con la que se rompe la conservación de la energía.
Al final lo que realmente depende de la definición de la energía que usted desea utilizar. Muy a menudo en la definición de la energía que necesita un tiempo-como la Matanza de campo vectorial a tener una energía constante. Pero la de Robertson-Walker métrica no admite un campo de vectores.
Dave Coffman
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No se pierde energía. El fotón no cambia, sólo nos perciben de manera diferente a causa de nuestra velocidades relativas. El efecto doppler no es un cambio en una ola, sólo el cambio en el aparente de la frecuencia de la onda. Técnicamente hablando, el efecto doppler se cambia la longitud de onda de la onda, que altera la frecuencia aparente, que es la razón por ondas de rojo o azul-desplazado. $E = hf$, ya que la frecuencia de los fotones no cambia (de nuevo, sólo la frecuencia observamos cambios), la energía no cambia.
Otra manera de imaginar es que, para un observador en cualquier distancia de la estrella, pero se mueve con la misma velocidad que hacemos, la luz siempre será desplazada hacia el rojo, no importa cuán lejos está la estrella o galaxia. Ya que la frecuencia observada de la luz no cambia, la energía no han cambiado.
Fernando Briano
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Tomemos un simple corrimiento al rojo de una línea espectral de un movimiento de la galaxia. Esto significa que estamos tratando con ecuaciones de la relatividad especial.
En el centro de masa del sistema de la excitados del átomo ("deexcited los átomos y fotones" )de la línea espectral se fija si nuestro descanso marco coincide con el resto marco del átomo . Podemos observar como en el nivel de estrellas en la parte izquierda de la imagen.
La siguiente línea desde la parte inferior es una galaxia cercana, esta galaxia se está moviendo, y así el resto del sistema del átomo se mueve con respecto a nosotros. Vemos que el fotón con menos energía y si pudiéramos medir la deexcited átomo veríamos a equilibrar la energía. En relativista de velocidades, se puede utilizar las ecuaciones de la relatividad especial.Que es como nos encontramos con que la galaxia se mueve después de todo!
Es similar a los disparos desde un tren en movimiento: si delante de la bala de la ganancia de energía de la estación de tren, si detrás de, el tren va a obtener energía de la bala y la bala va a ser más lento. Para un observador en reposo en el suelo las dos balas tienen diferentes energías aunque el arma dispara con la misma energía en el marco del resto del tren.
Estos redshift observaciones llevaron a Hubbles ley,
Hubble de la ley es el nombre para la observación en la física, la cosmología que: (1) los objetos observados en el espacio profundo (extragaláctica espacio, ~10 megaparsecs o más) tienen un efecto Doppler interpretable como la velocidad relativa de distancia de la Tierra; y (2) que este desplazamiento Doppler-medida de velocidad, de varias galaxias se alejan de la Tierra, es aproximadamente proporcional a su distancia desde la Tierra de las galaxias hasta unos cientos de megaparsecs de distancia. Esto normalmente se interpreta como una relación directa, observación física de la expansión del volumen espacial del universo observable.
Mi argumento anterior se refiere a los marcos de referencia y no hablar de la expansión del propio espacio como en los modelos cosmológicos. Tan lejos como las mediciones de ir yo no veo por qué no, en los que el átomo se mueve lejos de nosotros y de los fotones que llegan en nuestros detectores tienen que equilibrar la energía , después de todo cada uno de los fotones de las señales de una única interacción. Es todo una cuestión de marcos de referencia, de la omi.
