Теряет ли свет энергию при переходе?

Предположим, что фотон является энергичной частицей и, следовательно, имеет гравитационное поле. Когда фотон проходит молекулу или частицу пыли в космосе, он притягивает пыль к себе и деформирует пыль. При этом энергия будет теряться обычным ньютоновским путем, а энергия будет поставляться фотоном.

Предполагая, что скорость света постоянна, это означает, что фотон станет менее энергичным и, следовательно, будет смещаться в красную сторону во время своего путешествия просто как следствие взаимодействия с близкими объектами. Является ли эффект реальным и/или измеримым?

Сопутствующий вопрос здесь .

Ответы (1)

Да, эффект реален, по крайней мере потенциально, но нет, его нельзя измерить.

Между прочим, красное смещение света из-за его гравитационного взаимодействия с (однородной и изотропной) пылью — это именно то, что предсказывает метрика FLRW, но вопрос явно не в этом.

Гравитационное поле луча света вычислено в статье «О гравитационном поле, создаваемом светом» Толмана, Эренфеста и Подольского (ссылка в формате PDF размером 1,5 МБ). Пробная частица чувствует силу, перпендикулярную лучу света (силы, параллельной лучу света, нет), поэтому часть энергии света будет передана пробной частице. В принципе, когда луч света проходит через частицу пыли, мы получаем что-то вроде этого:

Легкий

Часть энергии света передавалась бы частице, и в результате она смещалась бы в красную сторону. Изменение слишком незначительно, чтобы его можно было измерить, но в принципе оно должно быть.

Однако это вряд ли произойдет за пределами физической лаборатории. Для звездного света, сияющего сквозь пылевое облако, взаимодействие на самом деле выглядело бы так:

Легкий

поскольку свет симметричен относительно частицы пыли, частица не испытывает результирующей силы и не ускоряется. Поэтому ему не передается энергия, и свет не смещается в красную сторону. В результате отсутствует космологическое красное смещение из-за гравитационного взаимодействия с пылью.

Я больше думал об изменениях внутри частицы пыли, вызывающих нагрев частицы и последующую потерю энергии фотонами. Мне кажется, что это может вызвать силу, параллельную световому лучу, и будет усложняться вопросом о том, предшествует ли гравитационное/временное возмущение фотону в пространстве.
Теряет ли свет энергию при переходе?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v