Конденсат Бозе-Эйнштейна фотонов

[jlecter]

Ms-dos4 в сообщении #965107 писал(а):

Вы не поняли. Фон будет везде.

Давайте я сформулирую, используя свои примитивные представления, ладно? И так, сейчас на один кубический метр пространства имеется $n$ фотонов реликтового фона. В дальнейшем, при расширении и падении плотности на один кубический метр окажется в миллиард раз меньше, то есть $n/1.000.000.000$ фотонов. Далее окажется, что в среднем один реликтовый фотон на 10 кубических метров и т.д. Далее, что один фотон на кубический световой год и т.д. Это значит "фон будет везде"?

[Ms-dos4]

Значит так. Система проще. Вот есть у вас ящик, в нём $\[N\]$ фотонов (где и какие вы сказать не можете, "координата фотона" вообще бессмысленное понятие). Сначала ящик был объёма $\[V\] $. Значит можно формально посчитать концентрацию фотонов $\[n = \frac{N}{V}\]$, что бы там она не означала для конкретного кубического сантиметра. Затем вы "расширили" ящик до $\[V' > V\]$. Количество фотонов не изменилось. Вы снова можете подсчитать формальную концентрацию $\[n' = \frac{N}{{V'}} < n\]$. Что тут не ясного?

[jlecter]

Ms-dos4 в сообщении #965152 писал(а):

Значит так. Система проще. Вот есть у вас ящик, в нём $\[N\]$ фотонов (где и какие вы сказать не можете, "координата фотона" вообще бессмысленное понятие). Сначала ящик был объёма $\[V\] $. Значит можно формально посчитать концентрацию фотонов $\[n = \frac{N}{V}\]$, что бы там она не означала для конкретного кубического сантиметра. Затем вы "расширили" ящик до $\[V' > V\]$. Количество фотонов не изменилось. Вы снова можете подсчитать формальную концентрацию $\[n' = \frac{N}{{V'}} < n\]$. Что тут не ясного?

Все ясно, с точки зрения классической физики все предельно ясно, яснее не бывает. Если бы фотоны были точками, все было яснее ясного. Но с точки зрения квантовой механики (а именно КЭД) непонятно. Вы говорите, что фон будет везде, в каждой точке пространства. Как, можете объяснить? Грубо говоря, количество фотонов на фиксированный объем меняется, уменьшается.

[Ms-dos4]

jlecter
Ну раз вы такой знаток КЭД, то скажите мне, как можно определить, что фотон находится в конкретной точке?

[jlecter]

Ms-dos4 в сообщении #965168 писал(а):

Ну раз вы такой знаток КЭД, то скажите мне, как можно определить, что фотон находится в конкретной точке?

Если бы я был знатоком, я бы не задавал такие (наверное, глупые) вопросы.
И, кстати, я соглашаюсь со всем, что говорят мне специалисты, потому что доверяю им. И учусь. Вот и вопрос, который меня очень волнует. Вы говорите, что и в дальнейшем, несмотря на уменьшение концентрации фотонов, реликтовый фон будет везде. Объясните мне, пожалуйста, как?

[Ms-dos4]

jlecter
Вы не учитесь. Учится надо начинать не с этого, во всяком случае

[jlecter]

Ms-dos4 в сообщении #965176 писал(а):

Вы не учитесь. Учится надо начинать не с этого, во всяком случае

Я учусь. Просто мой путь только начался. И пытаюсь выкидывать все, начитанное в сети, все то, что представляет собой информационный мусор. И одним из таких являлось мнение о том, что в далеком будущем реликтового фона не будет (по приведенным выше мной причинам). Вот и я пытаюсь разобраться. Если он будет везде, несмотря на уменьшение концентрации, то как это объясняется? Ведь для Вас это не сложно объяснить?

[Ms-dos4]

Вот и используйте этот вопрос как стимул учится (тем более, что я уверен, на этот вопрос уже отвечали и не один раз)
P.S.Опыт последних тем меня научил - надо не отвечать на вопросы прямо, а отвечать вопросом на вопрос, который подведёт к решению. Ибо в последнее время на форуме какая то повышенная концентрация личностей, которые использую его как энциклопедию/учебник/отвечалку на любые вопросы.
P.P.S.И кстати, что вы там учите то и по каким учебникам?

[jlecter]

Ms-dos4 в сообщении #965194 писал(а):

Опыт последних тем меня научил - надо не отвечать на вопросы прямо, а отвечать вопросом на вопрос, который подведёт к решению. Ибо в последнее время на форуме какая то повышенная концентрация личностей, которые использую его как энциклопедию/учебник/отвечалку на любые вопросы.

Вот и задайте наводящий вопрос, чтобы я смог найти, так сказать, истину.

Ms-dos4 в сообщении #965194 писал(а):

P.P.S.И кстати, что вы там учите то и по каким учебникам?

Я еще в школе учусь, но думаю самостоятельно изучать предмет.

[Ms-dos4]

jlecter
Вы же кажется сами что то там писали про "растяжение" длин волн (если вы конечно, верно это понимаете). Коротко говоря в этом и суть.

[jlecter]

Ms-dos4 в сообщении #965209 писал(а):

Вы же кажется сами что то там писали про "растяжение" длин волн (если вы конечно, верно это понимаете).

Мне кажется, мое понимание явления слишком, так сказать, простое. Стоило больших усилий представить фотон, как возбуждение ЭМ поля. Но как представить "растягивание" этого возбуждения? Конечно, можно, с аналогиями, но уверен, не совсем верно.

Но суть не в этом. Из за своей невнимательности я пропустил ключевое слово, написанное Вами:

Ms-dos4 в сообщении #965152 писал(а):

Затем вы "расширили" ящик до $\[V' > V\]$. Количество фотонов не изменилось. Вы снова можете подсчитать формальную концентрацию $\[n' = \frac{N}{{V'}} < n\]$.

"Формальную концентрацию" фотонов. Поскольку фотоны, это не точки, и не шарики, никак в пространстве не локализованы, а лишь представляют собой возбуждения поля (волны, неделимые "порции" энергии ЭМ поля), то определить их концентрацию можно только формально, ибо нельзя сказать "расстояние между фотонами увеличилось", они были "разбросаны на огромные расстояния" и т.д. Все это лишено смысла. Возбуждения ЭМ поля присутствуют везде и будут присутствовать везде и в будущем.

[Ms-dos4]

Вы придаёте этой плотности какое-то не такое значение. Может быть лучше рассуждать так : представьте, что у вас есть монохроматическое излучение. Если вы знаете объёмную плотность энергии в некой области (а это уже измеряемая величина), и вы же знаете энергию фотона на данной частоте $\[\hbar \omega \]$. Тогда вы можете сказать, что концентрация фотонов в этой области есть $\[{n_\omega } = \frac{{{u_\omega }}}{{\hbar \omega }}\]$. Ну а если оно не монохроматическое, тогда это есть кол-во фотонов с частотой от $\[\omega \]$ до $\[\omega + d\omega \]$, и полная концентрация есть $\[n = \int\limits_0^\infty {{n_\omega }d\omega } = \frac{1}{\hbar }\int\limits_0^\infty {\frac{{{u_\omega }}}{\omega }d\omega } \]$. Может так как нибудь станет понятнее (кстати говоря, используя формулу Планка для $\[{{u_\omega }}\]$ при помощи этой формулы и зная температуру реликта, вы можете оценить концентрацию реликтовых фотонов во вселенной. Советую проделать это упражнение.)

[jlecter]

Спасибо большое. Я так понимаю, реликтовое излучение не монохроматическое. Для оценки концентрации мне еще рано, но я обязательно решу это упражнение. Я бы хотел рассмотреть некую область пространства, скажем куб, размером с кубический сантиметр. Температура реликта в этой области почти $3K$. Зная температуру и формулу Планка, можно вычислить, что в данной области от 400 до 500 реликтовых фотонов, и пусть они занимают все пространство куба. Но из за расширения пространства эта область увеличивается. Теперь это куб, с размером в кубический метр. Количество фотонов не изменилось, но температура упала. Вопрос: эти фотоны занимают все пространство куба, как и ранее? И так будет при дальнейшем увеличении его размера?

[Ms-dos4]

jlecter
1)Нет,реликт имеет спектр излучения абсолютно чёрного тела (определяется формулой Планка)
2)Ну у вас получится конкретная цифра, но порядок где то такой.
3)А вот здесь (расширение) нужно быть очень осторожным. Нормально представить себе расширение вселенной не так то просто. Но да, фотоны будут по прежнему распределены по пространству, лишь увеличится длина волны (поэтому максимум реликта съёзжает к более низкой частоте, т.е. температура падает).

[jlecter]

Спасибо. Пойду читать учебники.