Как вы объясните космологическое красное смещение с точки зрения гравитонов?

Мы знаем, что фотоны Большого взрыва постоянно смещаются в красную сторону и теряют все больше и больше энергии. С точки зрения гравитона, как бы вы это объяснили? Куда уходит энергия?

Фотоны испускают или поглощают гравитоны?

Какое хорошее объяснение без использования фразы «расширение пространства»?

Энергия никуда не уходит. Он потерян. Взгляните на Утечка энергии во Вселенной? (который находится за платным доступом, но его можно найти в другом месте).

Ответы (3)

Нет объяснения без «фразы» расширение пространства. Такое объяснение могло бы конкурировать с объяснением расширением пространства.

Почему не может быть двух математически эквивалентных объяснений одного и того же явления? Например, почему в квантовой механике не может быть чего-то подобного картинам Гейзенберга и Шредингера?
Может быть, но пока нет.
Я бы не согласился, с точки зрения ОТО расширение пространства происходит от выбора пространственных координат, а с физической точки зрения обоснование для меня скорее вопрос удобства, чем абсолютный факт. Например, космологическое красное смещение можно было бы описать с помощью некоторого варианта гипотезы «усталого света», но пространственное расширение более удобно.
@John Davis Ваши утверждения противоречат стандартной теории, поэтому давайте посмотрим на рецензируемые ссылки, чтобы подтвердить это.
В чем они противоречат стандартной теории? Они не делают.
Я должен объяснить дальше, я не ратую за «усталый свет», просто вы можете использовать что-то подобное для объяснения ОТО. Например, с помощью сопутствующих пространственных координат пространство не расширяется, но координатная скорость света уменьшается по мере удаления назад.

Цитируя Марка Уиттла (см. его онлайн-конспекты лекций 16, «Космология»):

«Вы можете спросить: куда уходит энергия (фотоны), откуда (вакуум)? Ответ довольно тонкий:

«В ньютоновской системе: она идет (исходит) из гравитационной энергии Вселенной.

«В рамках GR: это выглядит как модификации терминов геометрии в Gmn»

Вы не знаете.

Давайте сформулируем основное предположение вашего вопроса:

Возбуждения силовых полей квантуются и могут рассматриваться как частицы.

Это одно из основных предположений физики элементарных частиц и ключ к пониманию и предсказанию поведения, связанного с электромагнетизмом, слабыми и сильными ядерными взаимодействиями.

Подход квантовой теории поля к гравитации далеко не так успешен. Возможно, это просто не работает. Одна из важнейших трудностей связана со следующим фактом. Квантовые теории поля определяются фоновой геометрией, но гравитационное поле — это геометрия.

Частичный обходной путь заключается в том, чтобы рассматривать проблему пертубативно: принять фоновую геометрию и рассматривать небольшие вариации вокруг нее как отдельное поле. Этот пертурбативный подход уже труден в классической полевой теории гравитации (общей теории относительности) и неперенормируем в квантовой версии (кто-то поправит меня, если я ошибаюсь).

Но даже если бы это сработало, я думаю, мы все равно не сможем ответить на ваш вопрос. Все равно придется предположить, что фоновая геометрия соответствует геометрии нашей Вселенной (расширяющаяся, изотропная, однородная), и, таким образом, красное смещение фотонов все равно будет результатом геометрии, а не взаимодействия частиц.

В заключение, насколько мне известно, нет способа понять гравитацию в форме гравитонов самосогласованным способом, который позволил бы ответить на такие вопросы, как ваш.

Я не думаю, что это совсем правильно, единственное условие, накладываемое на фоновое пространство-время физическим пространством-временем, — это топология (см. Вальда). Итак, предполагая топологию R^4, вполне возможно описать расширяющуюся Вселенную, используя фон Минковского с возмущением. Конечно, как вы упомянули, такой подход к QG неперенормируем.
Разве вам не нужно, чтобы возмущение фоновой метрики было и оставалось «малым» в каком-то подходящем смысле? Тогда я не понимаю, как можно рассматривать метрику FLRW как возмущение статической метрики, учитывая резкое изменение компонентов метрики.
Вам нужно, чтобы возмущение было «малым» для линеаризованной гравитации, чтобы позволить вам игнорировать члены более высокого порядка, но для петурбативного подхода к КГ вы не стремитесь специально игнорировать эти члены, поскольку любая КГТ должна охватывать нелинейную природу общего относительность. Если у вас есть копия Вальда, он кратко обсуждает это, когда обсуждает квантовую гравитацию.
@JohnDavis Я проверю Уолда, он у меня с собой!
@JohnDavis, но, что касается вопроса, могут ли эти нелинейные условия возмущения пролить свет на красное смещение фотона с точки зрения взаимодействия с гравитонами?
На этот вопрос я не смог ответить, но осмелюсь предположить, что подобно тому, как ближнее поле электромагнитного источника не очень поддается точному описанию в терминах электромагнитных волн, такая ситуация не поддается точному описанию. описание в терминах гравитации.
Как вы объясните космологическое красное смещение с точки зрения гравитонов?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v