Почему длина волны Де Бройля массивных частиц не смещается в красную сторону в расширяющейся Вселенной?

Длина волны де Бройля массивной частицы смещается в красную сторону в расширяющейся Вселенной.

Длина волны де Бройля определяется как:

поэтому красное смещение длины волны де Бройля просто означает, что импульс уменьшается, что для массивной частицы означает, что ее скорость относительно нас уменьшается.

И это именно то, что мы видим. Предположим, что кто-то в далекой галактике выбрасывает к нам частицу с начальной скоростью (относительно нас)$v$. Когда частица пересекает пространство по направлению к нам, пространство под ее ногами расширяется, поэтому частица замедляется. Мы увидели бы, как частица замедляется, а в отсутствие темной энергии в конце концов останавливается — в присутствии темной энергии частица может изменить направление и затем разогнаться от нас.

В результате мы наблюдаем, как длина волны де Бройля частицы увеличивается по мере расширения Вселенной.

Разница между безмассовыми и массивными частицами в расширяющейся Вселенной заключается в плотности их энергии. Поскольку энергия тяжелой частицы почти полностью зависит от ее массы, плотность энергии ведет себя как$\frac{1}{r^3}$, а энергия безмассовой исходит от ее длины волны, которая меняется по мере расширения Вселенной, поэтому плотность энергии этих частиц равна$\propto \frac{1}{r^4}$.

Этот ответ (самый популярный ответ) неверен. Красное смещение НЕ связано с уменьшением импульса частицы. Эта гипотеза (известная как гипотеза «усталых частиц») была опровергнута экспериментально в пользу гипотезы Доплера.

Если бы красное смещение было правдой в результате потери импульса частицы, это подразумевало бы неупругие столкновения между частицей и межзвездной средой. Эти столкновения также будут производить эффект «размазывания» в дополнение к замедлению частицы. Такого размазывания не обнаружено. Это основа моего ответа.

Единственным объяснением красного смещения является хорошо известный эффект Доплера — применительно к расширяющейся Вселенной (не к самой частице).

Ссылка - Майкл Берри - Принципы космологии и гравитации, стр. 21 (глава 2, раздел 3 - 2.3). Если вы считаете, что этот ответ неверен, будьте готовы привести ссылку в поддержку вашего утверждения. Я привел ссылку выше, но ЛЮБОЙ современный учебник по космологии поддержит мое утверждение.