OtherSide wrote: ↑11 Aug 2021 06:18
Реликтовое микроволновое излуение - результат расширения вселенной. Волны видимого света за миллиарды лет растянулись и стали микроволновыми.
Но микроволновое излучение менее энергетичиное, а значит энергия куда-то уходит?
И еще не очень понятный момент - а почему собственно короткие волны обладают большей энергией? По идее энергия - это высота и плотность "горбов".. У гамма фотона горбы волн плотные - но и сам он короткий
Кванты обладают большей энергией, а не волна. Волна -- про распространения, а кванты -- про взаимодействия. Таково свойстве света, Почему -- спросите у всевышнего.
При расширении чего бы то ни было, плотность энергии уменьшается, разве не так? Энергия сохраняется, как всегда.
Квант - это неделимая порция волны. Как я понимаю, все фотоны определенной частоты равны по длине.
Получается у нас плотность энергии уменьшилась, это верно. Но любой фотон микроволнового излучения будет обладать меньшей энергией, чем гамма - верно?
OtherSide wrote: ↑11 Aug 2021 20:44
Волна то не бесконечная, у нее есть определенное число горбов. Увеличивая частоту мы увеличим мощность, но не энергию
В случае с фотоном, при допплеровском эффекте разве будет больше амплитуда. По моему только частота (длина волны меньше)
Если волна не бесконечна, тогда возникает вопрос, что есть ее частота. Хорошо, пусть речь идет о волновом пакете. Давайте применим спектральное разложение (формально, преобразование Фурье с "бесконечным" непрерывным спектром). Каждая монохроматическая волна теперь имеет свою амплитуду и можно "подсчитать" энергию. А в чем вы видите разность между энергией и мощностью? Мощность - усредненная (по времени) энергия. Мне кажется, что вы имеете в виду что-то другое. Вернемся к примеру с лодкой. Набежала "волна", лодка на гребне. Значит, лодка увеличила свою потенциальную энергию. Да, процесс не мгновенный, и "скорость" увеличения энергии зависит от параметров волны. Но в конечном итоге, результат тот же - поднятая на 1 метр лодка. Это и есть приобретенная (лодкой) потенциальная энергия.
чето не понял к чему вы приплели спектральное разложение. Нам это не надо, у нас есть один фотон - т.е. квант. Пусть 13 млрд лент назад он был гамма квантом, щаз вселенная стала больше - он стал квантом микроволнового излучения. Гамма квант более энергетичен
Вопрос - куда делась энергия?
Давайте я вам другой пример приведу: вы сейчас движетесь по круговой орбите вокруг Солнца. В грубом приближении кинетическая энергия Солнца для вас равна нулю. Теперь вы взяли и полетели на ракете с субсветовой скоростью от него. В вашей системе координат Солнце удаляется с субсветовой скоростью. Его кинетическая энергия гораздо больше чем вы потратили на разгон своей ракеты. Так откуда эта энергия взялась?
А ниоткуда. Энергия не является инвариантом при смене системы отсчета.
В ОТО нет строгого закона сохранения энергии. Связано это с проблемами при описании энергии поля, гравитации.
Not everyone believes what I believe but my beliefs do not require them to.
Flash-04 wrote: ↑11 Aug 2021 22:19
А ниоткуда. Энергия не является инвариантом при смене системы отсчета.
В ОТО нет строгого закона сохранения энергии. Связано это с проблемами при описании энергии поля, гравитации.
Я это принимал во внимание. Но вселенная то замкнутая система - раширяется одновременно везде.
Т.е. выпустили квант, а через 13 млрд лет он уже электрон выбить не может хотя мог
Кинетическая энергия это другое - в вашем примере она виртуальная. Да, она появилась относительно ракеты, но если столкнется с солнцем она вполне себе перейдет в другие виды, а вот остальные объекты остались неподвижны и там ничего не поменялось
А в случае с потерей энергии фотона все по другому
OtherSide wrote: ↑11 Aug 2021 22:04
Квант - это неделимая порция волны. Как я понимаю, все фотоны определенной частоты равны по длине.
Получается у нас плотность энергии уменьшилась, это верно. Но любой фотон микроволнового излучения будет обладать меньшей энергией, чем гамма - верно?
Первая фраза нуждается в пояснении, т.к. совершенно не понятно, что вы имеете в виду. Фотон - хорошо, пусть квант, - это частица (бозон, чтобы быть точнее). Свет - это поток фотонов. Каждый фотон имеет свою энергию, зависящую от частоты. Полный поток энергии - это количество фотонов помноженное на энергию, если частоты одинаковые (в единицу времени перпендикулярно единичной пловерхности - то, что вы назвали плотностью энергии). Любой фотон в микровлновом спектре обладает меньшей энергией по сравнению с гамма излучением.
OtherSide wrote: ↑11 Aug 2021 22:09
чето не понял к чему вы приплели спектральное разложение. Нам это не надо, у нас есть один фотон - т.е. квант. Пусть 13 млрд лент назад он был гамма квантом, щаз вселенная стала больше - он стал квантом микроволнового излучения. Гамма квант более энергетичен
Вопрос - куда делась энергия?
О спектральном разложении мы говорили, когда рассматривали "классические" волны и говорили о волновом пакете. Сами же привели пример с лодкой.
OtherSide wrote: ↑11 Aug 2021 22:34
Я это принимал во внимание. Но вселенная то замкнутая система - раширяется одновременно везде.
Т.е. выпустили квант, а через 13 млрд лет он уже электрон выбить не может хотя мог
Кинетическая энергия это другое - в вашем примере она виртуальная. Да, она появилась относительно ракеты, но если столкнется с солнцем она вполне себе перейдет в другие виды, а вот остальные объекты остались неподвижны и там ничего не поменялось
А в случае с потерей энергии фотона все по другому
Ой, любите вы словами кидаться : "виртуальная" энергия. В каком смысле кинетическая энергия виртуальна? Она вполне конкретна. В системе координат ракеты (предположим, что она инерциальна), есть солнце и есть неподвижная ракета. После столкновения центр масс будет продолжать двигаться как до столкновения. Да, кинетическая энергия солнца перейдет в другие формы.
Так за счет чего у вас в итоге фотон, не имеющий массы, теряет энергию? Только не делите энергию на скорость света в квадрате, называя результат массой. Чтобы еще больше "запутать", а что вообще вы называете массой? Энергию? Тогда зачем использовать разные термины.
OtherSide wrote: ↑11 Aug 2021 22:34
Я это принимал во внимание. Но вселенная то замкнутая система - раширяется одновременно везде.
Т.е. выпустили квант, а через 13 млрд лет он уже электрон выбить не может хотя мог
Кинетическая энергия это другое - в вашем примере она виртуальная. Да, она появилась относительно ракеты, но если столкнется с солнцем она вполне себе перейдет в другие виды, а вот остальные объекты остались неподвижны и там ничего не поменялось
А в случае с потерей энергии фотона все по другому
1 Ой, любите вы словами кидаться : "виртуальная" энергия. В каком смысле кинетическая энергия виртуальна? Она вполне конкретна. В системе координат ракеты (предположим, что она инерциальна), есть солнце и есть неподвижная ракета. После столкновения центр масс будет продолжать двигаться как до столкновения. Да, кинетическая энергия солнца перейдет в другие формы.
2 Так за счет чего у вас в итоге фотон, не имеющий массы, теряет энергию? Только не делите энергию на скорость света в квадрате, называя результат массой. Чтобы еще больше "запутать", а что вообще вы называете массой? Энергию? Тогда зачем использовать разные термины.
1 По примеру с ракетой: ну ракета разгоняется и летит в сторону звезды. Да, относительно ракеты появилась у нее энергия, относительно же других объектов нет энергии, в чем тут парадокс?
На квантовом уровне энергия и масса фактически эквивалентны, например в теории можно сделать черную дыру из одних фотонов - если сконцентрировать колоссальную энергию в одном месте - и энергия будет работать как масса. Собственно в этом месте вопросов у меня нет
2 У фотона энергия - это его частота. Вот этот момент мне не особо понятен, почему так. Я даже кораблик рисовал - для аналогии волн на воде. А так как вселенная расширилась, то и частота фотона упала, а значит и энергия. В этом непонтяки
OtherSide wrote: ↑11 Aug 2021 22:04
Квант - это неделимая порция волны. Как я понимаю, все фотоны определенной частоты равны по длине.
Получается у нас плотность энергии уменьшилась, это верно. Но любой фотон микроволнового излучения будет обладать меньшей энергией, чем гамма - верно?
Первая фраза нуждается в пояснении, т.к. совершенно не понятно, что вы имеете в виду. Фотон - хорошо, пусть квант, - это частица (бозон, чтобы быть точнее). Свет - это поток фотонов. Каждый фотон имеет свою энергию, зависящую от частоты. Полный поток энергии - это количество фотонов помноженное на энергию, если частоты одинаковые (в единицу времени перпендикулярно единичной пловерхности - то, что вы назвали плотностью энергии). Любой фотон в микровлновом спектре обладает меньшей энергией по сравнению с гамма излучением.
Ну так в этом и вопрос. Гамма фотоны превращаются в микроволновые с растягиваением пространства . Они обладают меньшей энергией. Получается, что бы энергия сохранилась, нужно что бы фотонов стало больше с расширением вселенной
OtherSide wrote: ↑12 Aug 2021 06:58
Получается, что бы энергия сохранилась, нужно что бы фотонов стало больше с расширением вселенной
Необязательно. Вот кудa вселенная расширяется? В никуда где вселенной нет? Нет, онa расширяется как горизонт, то есть вы видите больше и больше, дальше и дальше. Отсюда красное смещение -- чем дальше галактика, тем она древнее и более "красная". Время и расстояние эквивалентны. Космические микроволны довольно древние, поэтому они и смещены относительно видимого света и будут дальше смещаться в процессе расширения.
OtherSide wrote: ↑12 Aug 2021 06:58
Получается, что бы энергия сохранилась, нужно что бы фотонов стало больше с расширением вселенной
Необязательно. Вот кудa вселенная расширяется? В никуда где вселенной нет? Нет, онa расширяется как горизонт, то есть вы видите больше и больше, дальше и дальше. Отсюда красное смещение -- чем дальше галактика, тем она древнее и более "красная". Время и расстояние эквивалентны. Космические микроволны довольно древние, поэтому они и смещены относительно видимого света и будут дальше смещаться в процессе расширения.
Вы согласны, что фотоны теряют энергию с расширением вселенной?
OtherSide wrote: ↑12 Aug 2021 06:58
Получается, что бы энергия сохранилась, нужно что бы фотонов стало больше с расширением вселенной
Необязательно. Вот кудa вселенная расширяется? В никуда где вселенной нет? Нет, онa расширяется как горизонт, то есть вы видите больше и больше, дальше и дальше. Отсюда красное смещение -- чем дальше галактика, тем она древнее и более "красная". Время и расстояние эквивалентны. Космические микроволны довольно древние, поэтому они и смещены относительно видимого света и будут дальше смещаться в процессе расширения.
Вы согласны, что фотоны теряют энергию с расширением вселенной?
Излучение меняет длинну волныы. Т.е. при взаимодействии кванта излучения с веществом выделится меньше энергии. Полная энергия может при этом не измениться. Как-то так.
OtherSide wrote: ↑12 Aug 2021 06:53
1 По примеру с ракетой: ну ракета разгоняется и летит в сторону звезды. Да, относительно ракеты появилась у нее энергия, относительно же других объектов нет энергии, в чем тут парадокс?
Здесь как раз никакого парадокса нет.
OtherSide wrote: ↑12 Aug 2021 06:53
2 У фотона энергия - это его частота. Вот этот момент мне не особо понятен, почему так. Я даже кораблик рисовал - для аналогии волн на воде.
Рассматривайте это (энергию фотона) как экспериментальный факт квантовой механики. Я уже говорил выше, что между классической физикой и квантовой механикой нет аналогий, поэтому сравнение с волнами на воде может не туда завести.
OtherSide wrote: ↑12 Aug 2021 06:53
А так как вселенная расширилась, то и частота фотона упала, а значит и энергия. В этом непонтяки
OtherSide wrote: ↑12 Aug 2021 06:58
Получается, что бы энергия сохранилась, нужно что бы фотонов стало больше с расширением вселенной
Необязательно. Вот кудa вселенная расширяется? В никуда где вселенной нет? Нет, онa расширяется как горизонт, то есть вы видите больше и больше, дальше и дальше. Отсюда красное смещение -- чем дальше галактика, тем она древнее и более "красная". Время и расстояние эквивалентны. Космические микроволны довольно древние, поэтому они и смещены относительно видимого света и будут дальше смещаться в процессе расширения.
Вы согласны, что фотоны теряют энергию с расширением вселенной?
Излучение меняет длинну волныы. Т.е. при взаимодействии кванта излучения с веществом выделится меньше энергии. Полная энергия может при этом не измениться. Как-то так.
Вдогонку. Закона "сохранения количества квантов" -- нет. Квант -- это событие, а не величина.
Излучение меняет длинну волныы. Т.е. при взаимодействии кванта излучения с веществом выделится меньше энергии. Полная энергия может при этом не измениться. Как-то так.
Можно ли это понмать, что все фотоны обладают одинаковой энергией?
По моему это противоречит закону сохранения. Квант может поглотиться лишь полностью. Т.е. если при поглощении кванта выделяется меньше энергии это эквивалентно что в кванта энергия меньше
Излучение меняет длинну волныы. Т.е. при взаимодействии кванта излучения с веществом выделится меньше энергии. Полная энергия может при этом не измениться. Как-то так.
Можно ли это понмать, что все фотоны обладают одинаковой энергией?
По моему это противоречит закону сохранения. Квант может поглотиться лишь полностью. Т.е. если при поглощении кванта выделяется меньше энергии это эквивалентно что в кванта энергия меньше
Нет. Фотон = квант, событие. Можно сказать, что для выделения такого же количества энергии нужно больше событий, если излучение длинноволновое
IL wrote: ↑12 Aug 2021 16:24
Нет. Фотон = квант, событие. Можно сказать, что для выделения такого же количества энергии нужно больше событий, если излучение длинноволновое
Еще раз: вот летит фотон, простанство растянулось, фотон тоже. Значит он обладает меньшей энергией. Куда она ушла?
IL wrote: ↑12 Aug 2021 16:24
Нет. Фотон = квант, событие. Можно сказать, что для выделения такого же количества энергии нужно больше событий, если излучение длинноволновое
Еще раз: вот летит фотон, простанство растянулось, фотон тоже. Значит он обладает меньшей энергией. Куда она ушла?
Фотоны не летают. Они проявляются только при взаимодействии.
IL wrote: ↑12 Aug 2021 16:24
Нет. Фотон = квант, событие. Можно сказать, что для выделения такого же количества энергии нужно больше событий, если излучение длинноволновое
Еще раз: вот летит фотон, простанство растянулось, фотон тоже. Значит он обладает меньшей энергией. Куда она ушла?
Фотоны не летают. Они проявляются только при взаимодействии.
IL wrote: ↑12 Aug 2021 16:24
Нет. Фотон = квант, событие. Можно сказать, что для выделения такого же количества энергии нужно больше событий, если излучение длинноволновое
Еще раз: вот летит фотон, простанство растянулось, фотон тоже. Значит он обладает меньшей энергией. Куда она ушла?
Фотоны не летают. Они проявляются только при взаимодействии.
Его растянули значит воздействие на него было
Фотон невозможно растянуть. Многие предстабляют себе свет, как пучок фотонов. Это неправильное представление. У света нет массы, значит не может быть и пучка. Связь между волнами и квантами чисто эмпирическая. Так вот бог создал, других причин нет
IL wrote: ↑12 Aug 2021 16:45
Фотон невозможно растянуть. Многие предстабляют себе свет, как пучок фотонов. Это неправильное представление. У света нет массы, значит не может быть и пучка. Связь между волнами и квантами чисто эмпирическая. Так вот бог создал, других причин нет
Вы уводите от сути. Понятно что фотон не растягивает в том же смысле, что и в классической физике. Тем не менее еще раз - энергия фотона падает при расшерении пространства. Верно? Куда она уходит - у вас есть соображения?
Длина электро-магнитой волны - это что по вашему? Да, это не та же длина что и в классической физике, а скорее вероятность нахождения фотона, размазаная по волне. Тем не менее длина волны как абстракция вполне себе есть
OtherSide wrote: ↑12 Aug 2021 16:39
Его растянули значит воздействие на него было
в принципе да. Расширение Вселенной выглядит как ускорение по всем направлениям от наблюдателя. С точки зрения ОТО нет никакой разницы между гравитацией и ускорением по любой другой причине.
Реликтовое излучение - это фотоны прилетевшие от горячей плазмы когда вещество и свет разделились в ранней Вселенной. То есть источник их для нас находится практически на видимом горизонте расширяющейся Вселенной. Теперь вспомним про принцип эквивалентности. Расширяющееся пространство оказывает такое же явление на движущийся фотон как если бы он улетал от тяготеющего тела: его частота уменьшается со временем. Поэтому в расширяющейся Вселенной реликтовое излучение постепенно "краснеет", оно теряет энергию при движении по постоянно расширяющемуся с ускорением пространству.
Not everyone believes what I believe but my beliefs do not require them to.
: "виртуальная" энергия. В каком смысле кинетическая энергия виртуальна? Она вполне конкретна. В системе координат ракеты (предположим, что она инерциальна), есть солнце и есть неподвижная ракета. После столкновения центр масс будет продолжать двигаться как до столкновения. Да, кинетическая энергия солнца перейдет в другие формы.