Как в 111-мерном пространстве гравитация, создаваемая электроном, повлияет на фотон, удаляющийся от электрона, если фотон не может замедлиться?

Энергия фотона определяется уравнением E = hf , где h — постоянная Планка , а f — частота . Энергия уменьшится, что приведет к уменьшению частоты (поскольку h постоянна). Итак, если бы фотон был синим светом, то он становился бы все краснее и краснее с течением времени. Однако наступает момент, когда ваша система в конце концов перестает работать . Это связано с тем, что фотон на самом деле оказывает гравитационное притяжение на электрон, поэтому в конечном итоге он начнет двигаться. Это не меняет ответа, но означает, что ваша система не может поддерживаться, как указано, бесконечно. Электрон начнет двигаться. Фотоны оказывают гравитационное притяжение из-за своего вклада в тензор энергии напряжения .

Энергия (т.е. частота) фотона будет изменяться, когда он проходит через гравитационный градиент, по Эйнштейну и так далее: когда фотон уходит, его цвет смещается в красную сторону.

Какой эксперимент доказал, что электрон является источником гравитационного поля? нет афаик.

отредактируйте сообщение:
общий энергетический баланс (электрон + гравитационное поле + фотон) скомпрометирован, если ответ ограничен приведенным выше предложением.

Две мысли:

1. Вы должны быть осторожны с тем, что вы имеете в виду под «теми же физическими законами, что и у нас» в одном пространственном измерении. Если вы запишете эйнштейновскую гравитацию в измерении 1+1, то поймете, что она полностью топологична, т.е. в ней нет локальных возбуждений, нет гравитонов, нет уравнений движения и т. д. Неудивительно тогда, что эта теория выглядит совершенно иначе, чем эйнштейновская гравитация в 3+1 измерения.

2. Несмотря на то, что фотон не может изменить свое направление, на него, конечно же, может влиять искривление пространства-времени из-за присутствия электрона. Например, фотону может потребоваться больше времени, чтобы преодолеть определенное расстояние, если пространство-время искривлено, даже если скорость, конечно, остается неизменной.$c$. Геодезическое расстояние между двумя точками просто изменяется из-за гравитационного поля. Изменение геодезического расстояния вместе с нулевым условием, то есть условием, что фотон движется со скоростью света, приводит к гравитационному красному смещению, которое можно вычислить, используя уравнение геодезии, изложенное в этой лекции .

Так как же гравитация, создаваемая электроном, повлияет на фотон, если он не может замедлиться?

Несколько нелогично, но восходящий фотон ускоряется в соответствии с увеличением «координатной скорости света». См. эту статью PhysicsFAQ, где Дон Кокс пишет следующее:

и тем более расплывчатым становится любое хорошее определение скорости. Тем не менее, мы можем сказать, что свет в присутствии гравитации действительно имеет зависящую от положения «псевдоскорость». В этом смысле мы могли бы сказать, что «потолочная» скорость света в присутствии гравитации выше, чем «нижняя» скорость света».

Обратите внимание, что пока мы говорим о гравитационном красном и синем смещении, фотон на самом деле не теряет и не приобретает никакой энергии. Вы можете оценить это, если представите себе отправку фотона с энергией 511 кэВ в черную дыру. Масса черной дыры увеличивается на 511 кэВ/c². Вы измеряете фотон как смещенный в сторону синего, когда вы спускаетесь, потому что вы теряете энергию.