Куда исчезает энергия эл.волн в расширяющейся Вселенной?

[Victor Orlov]

Уважаемые господа, приветствую всех!
Давайте представим следующий мысленный эксперимент. Представим себе расширяющуюся Вселенную, не слишком большую (напр. миллиард световых лет) и расширяющуюся не слишком быстро.
Далее, представим, что есть наблюдатель А, расположившийся на достаточно массивном обьекте. И этот наблюдатель излучает порцию фотонов синего света в количестве, например 1 миллион шт., в направлении "прямо перед собой". Одновременно с этим наблюдатель излучает такую же порцию фотонов в прямо противоположном направлении. Далее эти фотоны будут распространятся вдоль прямой линии в протвоположных направлениях.
Но так как все прямые линии в замкнутой Вселенной замкнуты, то через время, определяемое размерами замкнутой Вселенной, фотоны вернутся к наблюдателю А, причем с направлений, противоположных направлению в момент начала эксперимента.
Но так как Вселенная расширяется, то вместо фотонов синего света(которые были вначале), вернутся фотоны красного света. Следовательно, часть энергии фотонов окажется утеряна.

Вопрос - куда же исчезла энергия фотонов?
Или, возможно, в этом мысленном эксперименте есть ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ ошибки?

[Someone]

Зачем фотоны? Давайте возьмём цилиндр с поршнем, заполненный газом. В начальном состоянии поршень вдвинут до половины. Вытягиваем поршень, давая газу возможность расширяться. Газ охлаждается. Куда девается тепловая энергия?
С газом фотонов в расширяющейся Вселенной происходит то же самое.

[Victor Orlov]

Someone в сообщении #329036 писал(а):

Зачем фотоны? Давайте возьмём цилиндр с поршнем, заполненный газом. В начальном состоянии поршень вдвинут до половины. Вытягиваем поршень, давая газу возможность расширяться. Газ охлаждается. Куда девается тепловая энергия?
С газом фотонов в расширяющейся Вселенной происходит то же самое.

Ась? Что значит "то же самое"? Газ в цилиндре стукается об стенки и производит, при расширении, конкретную работу. То есть можно описать вполне КОНКРЕТНЫЙ физический механизм перехода энергии газа в совершаемую работу, и можно указать, где именно будет локализована энергия, переданая от газа поршню.
Ну а расширяющаяся Вселенная? Каков будет КОНКРЕТНЫЙ физический механизм передачи энергии от фотонов.... куда?

Единственное, что мне приходит в голову, это "движение фотонов в пространстве-времени с нестационарной метрикой". Вся Вселенная как раз и является "пространством-временем с нестационарной метрикой". Есть у меня сильное подозрений, что движение в пространстве-времени с уменьшающейся (во времени) кривизной в некотором смысле эквивалентно движению против гравитационного поля. То есть быстродвижущиеся обьекты будут испытывать торможение, как будто преодолевают гравитационное поле. И тогда энергия фотонов превратится в энергию, заключенную в кривизне пространства-времени.
Но это мои личные соображения.

[Me-and-myself]

Вселенная замкнута - этого ещё никто не доказал!!!

[Victor Orlov]

Me-and-myself в сообщении #329245 писал(а):

Вселенная замкнута - этого ещё никто не доказал!!!

Вообще-то мысленный эксперимент использовал условие "замкнутая Вселенная" для удобства изложения и простоты доказательства того, что фотоны, при движении в пространстве-времени с нестационарной метрикой, теряют энергию неизвестно куда.
В случае же с той Вселенной, которая нам известна в настоящий момент, фотоны при движении также теряют энергию, однако это трудно показать просто и наглядно.

[AlexDem]

Интересный вопрос... Ведь и реликтовые фотоны тоже остывают, так что здесь даже явная конечность не нужна. Можно предположить, что энергия фотонов передаётся какому-нибудь полю. Является ли гравитационное поле подходящим кандидатом?

И что по поводу механизмов остывания реликтового фона говорят специалисты?

[libra]

Энергия ЭМИ определяется длиной волны, которую можно связать с температурой - чем меньше длина волны, тем больше температура. Если пространство расширяется, то увеличивается длина волны. Следовательно, в расширяющейся Вселенной температура излучения уменьшает.

[AlexDem]

libra, я имел в виду механизмы перекачки энергии реликтового излучения в энергию гравитационного поля.

[Me-and-myself]

Мой простой ответ, в не зависимости от длины вселенной, и от того, как далеко в ней распространились фотоны, вся материя в конце концов опять соберется в одной точке для нового взрыва, тем самым ни массу, ни энергию мы не потеряем.

[Ринат]

libra в сообщении #329430 писал(а):

Энергия ЭМИ определяется длиной волны, которую можно связать с температурой - чем меньше длина волны, тем больше температура. Если пространство расширяется, то увеличивается длина волны. Следовательно, в расширяющейся Вселенной температура излучения уменьшает.

...ся.

Вообще-то здесь есть два противоречащих подвоха:
1) Длина волны фотона не может увеличиваться постоянно, так как это приводит к постоянному снижению температуры. Следовательно, на лицо парадокс: что будет делать фотон в расширяющемся пространстве с температурой 0.05K?
2) Расширение пространства Вселенной ведет к изменению физических констант, следовательно $\frac a b$ даст то же решение, что и $\frac {\alpha a} {\alpha b}$, тогда вопрос об увеличении температуры теряет смысл.

[myhand]

Ринат в сообщении #329481 писал(а):

1) Длина волны фотона не может увеличиваться постоянно, так как это приводит к постоянному снижению температуры. Следовательно, на лицо парадокс: что будет делать фотон в расширяющемся пространстве с температурой 0.05K?

Остывать дальше... А в чем проблема и тем более парадокс?

Ринат в сообщении #329481 писал(а):

2) Расширение пространства Вселенной ведет к изменению физических констант

Это каких например?

[Ринат]

myhand в сообщении #329516 писал(а):

Остывать дальше... А в чем проблема и тем более парадокс?

Думал, все очевидно. Или нет?

myhand в сообщении #329516 писал(а):

Это каких например?

Ну, скажем, гравитационная по Дираку, или электромагнитная по Дайсону.
Вы только особо не заморачивайтесь на них, я ведь это так, предположительно ожидая реакции libra.

...

3) Есть еще гипотезы?

[myhand]

Ринат в сообщении #329561 писал(а):

myhand в сообщении #329516 писал(а):

Остывать дальше... А в чем проблема и тем более парадокс?

Думал, все очевидно. Или нет?

"Или нет". Вы думаете, я задавал риторический вопрос?

Ринат в сообщении #329561 писал(а):

myhand в сообщении #329516 писал(а):

Это каких например?

Ну, скажем, гравитационная по Дираку, или электромагнитная по Дайсону.

Так это гипотезы, достаточно спекулятивные притом. Я уж думал Вам приснились какие-то экспериментальные факты, подтверждающие эти гипотезы. "Расширение пространства Вселенной ведет к изменению физических констант", согласитесь - было сказано несколько декларативно. А на самом деле нет никаких пока фактов, что ведет.

[Ринат]

myhand в сообщении #329576 писал(а):

"Или нет". Вы думаете, я задавал риторический вопрос?

Пардон, приведите мне экспериментальное или математическое "Или нет".
Риторический, или нет, но вопрос вы задали, и это главное. =)

myhand в сообщении #329576 писал(а):

Так это гипотезы, достаточно спекулятивные притом. Я уж думал Вам приснились какие-то экспериментальные факты, подтверждающие эти гипотезы. "Расширение пространства Вселенной ведет к изменению физических констант", согласитесь - было сказано несколько декларативно. А на самом деле нет никаких пока фактов, что ведет.

Соглашусь. Я и не утверждал о фактах. Факты - вещь крайне дефицитная. Но и вы согласитесь, что обратное на сегодняшний день также не доказано в степени "факт". Речь идет о теориях, а я лишь пытаюсь на основе одной из них получить модель поведения ЭМИ по понятию libra. Потому и привел цифру 3).

[myhand]

Ринат в сообщении #329612 писал(а):

Риторический, или нет, но вопрос вы задали, и это главное. =)

Ну так ответьте. В чем проблема-то?

Цитата:

1) Длина волны фотона не может увеличиваться постоянно, так как это приводит к постоянному снижению температуры. Следовательно, на лицо парадокс: что будет делать фотон в расширяющемся пространстве с температурой 0.05K?

В чем здесь парадокс?

Вопрос понятен?

Ринат в сообщении #329612 писал(а):

Но и вы согласитесь, что обратное на сегодняшний день также не доказано в степени "факт".

Совершенно наоборот. Все наблюдательные данные свидетельствуют, что никаких изменений констант нет.