2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2  След.
 
 У каких частиц расширение Вселенной ворует энергию?
Сообщение30.07.2019, 00:56 
Аватара пользователя


07/02/12
1403
Питер
Слушал очередную научно-популярную лекцию, в которой говорилось о нарушении симметрии материи и антиматерии, благодаря которой мы все существуем - что мол количественный перевес в одну миллиардную оставил немного материи после всеобщей аннигиляции. Задумался, почему по современным данным барионной материи во Вселенной - аж несколько процентов в энергетической доле, но никак не миллиардная часть. Погуглил - выяснил, что в количественном смысле материи действительно очень мало по сравнению с реликтовыми фотонами. Но последние очень покраснели и сейчас чрезвычайно малоэнергетичны вследствие расширения Вселенной. Т.е., получается, расширение Вселенной отбирает энергию у фотонов, но оставляет, например, барионам.

Почему это так? Наверное, потому что у фотонов энергию можно отнимать непрерывно, а у барионов/лептонов - нет. Но последние, будучи волнами, тоже должны уметь "растягиваться", по крайней мере временно. Куда идет энергия краснеющих фотонов? Идет ли куда-нибудь в расширяющейся вселенной энергия волновой функции летящего ни с чем не взаимодействующего электрона? И наконец - две разные вселенные Фридмана-Леметра-Уокера, заполненные фотонами и барионами/лептонами в значительно разных пропорциях, но более ничем не отличающиеся, будут эволюционировать по-разному?

Дайте пожалуйста несколько ссылок по теме, не слишком сложных для чтения, если это возможно.

 Профиль  
                  
 
 Re: У каких частиц расширение Вселенной ворует энергию?
Сообщение30.07.2019, 02:05 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
bondkim137 в сообщении #1407787 писал(а):
Т.е., получается, расширение Вселенной отбирает энергию у фотонов, но оставляет, например, барионам.

Нет. Этот вывод ошибочный.

Различие связано с тем, что фотоны - безмассовые частицы, а материя (речь в основном про атомы водорода и гелия) - массивные. На ранних стадиях Большого Взрыва, когда нуклоны и электроны двигались с околосветовыми скоростями, расширение Вселенной сказывалось на них так же, как и на фотонах. И так же оно сегодня сказывается на реликтовых нейтрино.

bondkim137 в сообщении #1407787 писал(а):
Но последние, будучи волнами, тоже должны уметь "растягиваться", по крайней мере временно.

Если вы запишете уравнение дисперсии для массивных нерелятивистских частиц, то увидите, что увеличение длины волны почти не приводит к потерям энергии.

bondkim137 в сообщении #1407787 писал(а):
Дайте пожалуйста несколько ссылок по теме, не слишком сложных для чтения, если это возможно.

ЛЛ-2 § 114, самый конец параграфа. (Это параграф "Красное смещение", по 8-му изданию. В ранних изданиях нумерация другая, или его вообще нет.)

 Профиль  
                  
 
 Re: У каких частиц расширение Вселенной ворует энергию?
Сообщение30.07.2019, 20:04 
Аватара пользователя


07/02/12
1403
Питер
Munin в сообщении #1407794 писал(а):
На ранних стадиях Большого Взрыва, когда нуклоны и электроны двигались с околосветовыми скоростями, расширение Вселенной сказывалось на них так же, как и на фотонах
Т.е. грубо говоря, нуклоны и электроны быстро теряли энергию за счет скорости, постепенно становясь нерелятивистскими и на этом остановились, а фотоны, не имея такой возможности, до сих пор меняются качественно?

Munin в сообщении #1407794 писал(а):
ЛЛ-2 § 114, самый конец параграфа. (Это параграф "Красное смещение", по 8-му изданию. В ранних изданиях нумерация другая, или его вообще нет.)
Благодарю

 Профиль  
                  
 
 Re: У каких частиц расширение Вселенной ворует энергию?
Сообщение30.07.2019, 20:33 


05/09/16
11461
Может дело в том, что при нулевом импульсе у массивных вещей ненулевая энергия, а у невесомых - нулевая?

 Профиль  
                  
 
 Re: У каких частиц расширение Вселенной ворует энергию?
Сообщение30.07.2019, 21:05 
Заслуженный участник


27/04/09
28128
Время тоже важно. Вон нейтрино наверно массивны, но времени для реликтовых прошло недостаточно.

 Профиль  
                  
 
 Re: У каких частиц расширение Вселенной ворует энергию?
Сообщение30.07.2019, 23:58 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
bondkim137 в сообщении #1407954 писал(а):
Т.е. грубо говоря

Грубо говоря, да, только нет никакого "качественно". Это всё один и тот же процесс.

-- 30.07.2019 23:59:33 --

wrest
Нулевого импульса они не достигают.

 Профиль  
                  
 
 Re: У каких частиц расширение Вселенной ворует энергию?
Сообщение31.07.2019, 01:52 
Аватара пользователя


07/02/12
1403
Питер
Переформулирую - т.е. в "треугольнике" формулы энергии СТО вселенная постепенно ворует импульсную составляющую, но не трогает массу покоя..?

arseniiv, сразу возник еще один вопрос - сравнивая свойства, скажем, свежих солнечных нейтрино и реликтовых, наверное, можно сделать какие-то оценки на массу частицы, используя кучу остальных космологических параметров Вселенной, установленных экспериментально..?

 Профиль  
                  
 
 Re: У каких частиц расширение Вселенной ворует энергию?
Сообщение31.07.2019, 02:02 
Заслуженный участник


27/04/09
28128
bondkim137 в сообщении #1408049 писал(а):
но не трогает массу покоя..?
А как можно трогать массу? Она инвариантная.

bondkim137 в сообщении #1408049 писал(а):
arseniiv, сразу возник еще один вопрос - сравнивая свойства, скажем, свежих солнечных нейтрино и реликтовых, наверное, можно сделать какие-то оценки на массу частицы, используя кучу остальных космологических параметров Вселенной, установленных экспериментально..?
Как понимаю, реликтовые нет надежды регистрировать. Если помню правильно.

 Профиль  
                  
 
 Re: У каких частиц расширение Вселенной ворует энергию?
Сообщение31.07.2019, 02:04 
Аватара пользователя


07/02/12
1403
Питер
Munin, arseniiv, благодарю еще раз. Появилась иллюзия понимания. Пойду попробую почитать ЛЛ, развеить иллюзию :D

 Профиль  
                  
 
 Re: У каких частиц расширение Вселенной ворует энергию?
Сообщение31.07.2019, 02:45 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
bondkim137 в сообщении #1408049 писал(а):
Переформулирую - т.е. в "треугольнике" формулы энергии СТО вселенная постепенно ворует импульсную составляющую, но не трогает массу покоя..?

Нет. Откройте ЛЛ-2, и не выдумывайте ерунды.

bondkim137 в сообщении #1408049 писал(а):
сравнивая свойства, скажем, свежих солнечных нейтрино и реликтовых, наверное, можно сделать какие-то оценки на массу частицы, используя кучу остальных космологических параметров Вселенной, установленных экспериментально..?

Нет. Оценки на массу делаются совсем иначе.

 Профиль  
                  
 
 Re: У каких частиц расширение Вселенной ворует энергию?
Сообщение31.07.2019, 15:17 
Аватара пользователя


07/02/12
1403
Питер
Munin в сообщении #1408061 писал(а):
Нет. Откройте ЛЛ-2, и не выдумывайте ерунды
Открыл.

Там излагается, каким образом свет теряет энергию. Если говорить о луче, то (114,6):
$\omega$=$\omega_0$$\frac{a(\eta-\chi)}{a(\chi)}$

А также каким образом массивные тела теряют скорость/испульс (114,21):
$p$$a$ = \operatorname{const}
т.е. что-то вроде $p$=$p_0$$\frac{a(\eta-\chi)}{a(\chi)}$

Т.е. пока импульсная составляющая энергии массивной частицы заметно больше массы покоя
$E^2$=($m$$c^2$)^2+(pc)^2
энергию частица будет терять почти как фотоны. Замедляясь, она перестает так себя вести. Я это имел в виду.

Но, правда, не объясняется, почему сама масса остается инвариантом, расписывая импульс через скорость и массу, в (114,22) ее убирают в константу. Т.е. ответ на изначальный вопрос мне пока остался не до конца ясен :-/

(Оффтоп)

Munin в сообщении #1408061 писал(а):
Нет. Оценки на массу делаются совсем иначе
Я не говорил, что они делаются именно так. Я спросил, почему они в т.ч. так не делаются. Впрочем, не имеет значения.

 Профиль  
                  
 
 Re: У каких частиц расширение Вселенной ворует энергию?
Сообщение31.07.2019, 16:14 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
bondkim137 в сообщении #1408116 писал(а):
Но, правда, не объясняется, почему сама масса остается инвариантом

Изображение Может быть, это объясняется в предыдущих главах?..

bondkim137 в сообщении #1408116 писал(а):
Я спросил, почему они в т.ч. так не делаются.

Потому что так массу не оценить.

 Профиль  
                  
 
 Re: У каких частиц расширение Вселенной ворует энергию?
Сообщение31.07.2019, 16:16 
Аватара пользователя


07/02/12
1403
Питер
Munin в сообщении #1408122 писал(а):
Может быть, это объясняется в предыдущих главах?..
Ткните меня пожалуйста, если это Вас не затруднит

 Профиль  
                  
 
 Re: У каких частиц расширение Вселенной ворует энергию?
Сообщение05.08.2019, 02:35 
Аватара пользователя


07/02/12
1403
Питер
Нет - так нет.

 Профиль  
                  
 
 Re: У каких частиц расширение Вселенной ворует энергию?
Сообщение07.08.2019, 00:33 
Заблокирован по собственному желанию


20/07/18

367
bondkim137
У вас был вопрос, почему точечная массивная частица при движении в ОТО сохраняет свою массу? В каком формате (если "по определению" не устроит, то опираясь примерно на какие факты ) вы ожидали бы на него ответ?

И рассуждать о глобальном поведении частиц в ОТО, пользуясь формулой энергии-импульса из СТО - неверно. Метрика в космологии зависит от времени и интеграл сохраняющейся энергии для частицы ввести нельзя.

Более подробно движение частиц в космологическом решении освещено еще в Горбунове-Рубакове.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 25 ]  На страницу 1, 2  След.

Модераторы: photon, whiterussian, Jnrty, Aer, Парджеттер, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group