प्रकाश की ऊर्जा कहां जाती है, जब यह लाल-शिफ्ट होती है?

Question

जब ब्रह्मांड के विस्तार के बारे में बात की जाती है, तो यह कहा जाता है कि यह प्रकाश के लाल-स्थानांतरण द्वारा सिद्ध किया जा सकता है (जैसा कि हमें डॉपलर प्रभाव द्वारा इस लाल रंग को प्राप्त करने के लिए लाइटस्पीड से अधिक की आवश्यकता होगी)

मैं एक शौकिया हूं, इसलिए मुझे यकीन नहीं है कि मैं सही हूं, लेकिन यहां मैं सोचता हूं।

रेडशिफ्टिंग से प्रकाश की तरंग दैर्ध्य बढ़ जाती है। उच्च तरंग दैर्ध्य = कम आवृत्ति = कम ऊर्जा।

तो, अगर मेरी धारणा सही है, तो प्रकाश से यह ऊर्जा कहां जाती है? यदि नहीं, तो मैंने गलत धारणा कहाँ बनाई है?

Comments

यह यहाँ हालांकि महान सवाल का जवाब दिया गया था ।

— लेजरयेटी

Answer 1

समस्या यह है कि ऊर्जा का संरक्षण सामान्य सापेक्षता में एक फिसलन अवधारणा है। आगे और पीछे तर्क हैं लेकिन अधिकांश लोग स्वीकार करते हैं कि ऊर्जा का संरक्षण केवल एक स्थानीय कानून है - यह केवल एक स्थानीय जड़त्वीय फ्रेम पर लागू होता है और संपूर्ण रूप से ब्रह्मांड पर लागू नहीं किया जा सकता है। हालांकि एक विस्तारित ब्रह्मांड में किसी भी जड़त्वीय तख्ते की पहचान करना बहुत मुश्किल है और निश्चित रूप से उन लोगों के लिए नहीं है जो एक कॉस्मोलॉजिकल रूप से महत्वपूर्ण मात्रा को शामिल करते हैं।

इसका मतलब यह है कि यदि आप एक स्थानीय "बॉक्स" को छोटा बनाते हैं जो ब्रह्मांड के विस्तार से प्रभावित नहीं होता है, तो ऊर्जा संरक्षण लागू होगा। लेकिन निश्चित रूप से इस तरह के बॉक्स में, एक फोटॉन प्रवेश करेगा और एक ही ऊर्जा के साथ छोड़ देगा क्योंकि बॉक्स ब्रह्मांड के विस्तार से अप्रभावित है और इसलिए फोटॉन का कोई पुन: स्थानांतरण नहीं होगा।

Comments

सिर्फ सामान्य सापेक्षता नहीं। गैलिलियन परिवर्तन के तहत ऊर्जा का संरक्षण भी नहीं किया गया है।

— जॉन ड्वोरक

Answer 2

इसका उत्तर देने का एक तरीका यह है कि ऊर्जा का संरक्षण एक नियम है जिसे एकल संदर्भ फ्रेम में लागू किया जाना है - यदि आप संदर्भ फ्रेम बदलते हैं तो यह काम करने का इरादा नहीं है। यह सच है कि सामान्य सापेक्षता इसे और भी कठिन बिंदु बना देती है, क्योंकि यह न केवल वहाँ संदर्भ फ्रेम बदल रहा है, बल्कि विशेष सापेक्षता में एक सरल प्रश्न भी प्रकट होता है। यदि प्रकाश का एक स्रोत आपसे दूर जा रहा है, और उस स्रोत को थोड़ी देर के लिए चालू किया जाता है और फिर बंद कर दिया जाता है, तो रिसीवर जो उस स्रोत से दूर जा रहे हैं वे कम प्रकाश ऊर्जा का पता लगाएंगे जो दूर नहीं जा रहे हैं। यह तब भी सच है जब स्रोत एक किरण है जो पूरी तरह से डिटेक्टर में जाता है। इस प्रकार आप समान रूप से पूछ सकते हैं, अगर डिटेक्टर दूर चला जाता है, और कम ऊर्जा का पता लगाता है, तो लापता ऊर्जा कहां गई?

जवाब है, कोई गायब ऊर्जा नहीं है। दूर जा रहे डिटेक्टर ने माना कि उस बीम में कम ऊर्जा थी, और उस कम ऊर्जा को पूरे समय संरक्षित किया गया था। ऊर्जा का संरक्षण एक दिए गए संदर्भ फ्रेम के भीतर है - यहां तक ​​कि अगर आप बुलेट के संदर्भ फ्रेम में बदलते हैं तो बुलेट की ऊर्जा बहुत कम हो जाती है।