cherry

⚠️ Инженерные знания


Что такое фотон? Это пакет энергии. По крайней мере проще всего описать его именно так. Он обладает свойствами частицы и волны.

Не будучи ни тем, ни тем.

Вы много раз слышали эту историю. А давайте я задам вам сложный вопрос - может ли фотон стареть? Хм, ну а могут постареть 200 кДж? Если мы говорим про пакет энергии, а не частицу, то это мера. А теория старения света - это совсем другая идея.

Чему тут стариться? Это точно нет!
Оказывается вопрос этот для физики спекулятивен и вызывает некоторый интерес. Проблему старения света относят к гипотетическим и ставят в один ряд с обнаружением эфира. Только если сторонники эфира опираются на спорные эксперименты, то идея состарившегося света не опирается ни на что, кроме фантазии и группы несвязанных гипотез. Экспериментально явление не подтверждено. Так о чём всё это вообще?

Впервые гипотеза старения предложена астрономом Фрицем Цвикки в качестве альтернативы теории расширяющейся Вселенной. Он подумал, почесал голову и сказал, что

Стареет не сам фотон!

Вопреки интуитивному представлению о распаде или угасании фотонов, “старение” света – это нечто иное, процесс, связанный с потерей энергии и изменением его свойств по мере путешествия через космическое пространство.

Традиционно, идея “усталости света” возникала как альтернативное объяснение красному смещению, наблюдаемому в спектрах далеких галактик. Красное смещение – это сдвиг спектральных линий в сторону более длинных (красных) волн, которое обычно интерпретируется как следствие расширения Вселенной, то есть галактики удаляются от нас, и свет, идущий от них, растягивается. Теория “усталости света” предполагала, что фотоны, проходя через межгалактическую среду, постепенно теряют энергию из-за взаимодействия с гипотетическими частицами или полями, что приводит к красному смещению, не связанному с расширением Вселенной.

Однако, эта первоначальная гипотеза столкнулась с серьезными противоречиями.
Во-первых, она не могла объяснить наблюдаемую зависимость красного смещения от расстояния, которая согласуется с законом Хаббла, описывающим расширение Вселенной.
Во-вторых, теория “усталости света” не соответствовала другим космологическим наблюдениям, таким как реликтовое излучение и распределение крупномасштабных структур во Вселенной.

Тем не менее, концепция изменения свойств света в процессе его путешествия по космосу остается актуальной, хоть и в ином контексте. Современное понимание “старения” света связано с несколькими физическими явлениями:

Свет, проходя через межзвездную среду, состоящую из газа и пыли, частично поглощается и рассеивается. Более короткие волны (синий свет) рассеиваются сильнее, чем длинные (красный свет), что приводит к покраснению света от далеких звезд и галактик – явлению, известному как межзвездной экстинкции. Этот процесс не является потерей энергии отдельным фотоном, а скорее селективным удалением определенных фотонов из пучка.
Свет, покидающий массивные объекты, такие как звезды или черные дыры, теряет энергию, преодолевая гравитационное поле. Это явление, предсказанное общей теорией относительности, приводит к небольшому, но измеримому красному смещению.

При взаимодействии фотонов с электронами происходит передача энергии от фотона к электрону, что приводит к увеличению длины волны фотона (уменьшению энергии).

Комптон

Этот эффект особенно важен вблизи массивных объектов и в областях с высокой плотностью вещества.
В определенных средах, например, в нелинейных кристаллах, фотоны могут взаимодействовать друг с другом, изменяя свою частоту и энергию. Хотя это не является “старением” в прямом смысле, это демонстрирует, что свойства света могут изменяться в процессе взаимодействия.

Получается, что “старение” света – это комплексное явление, включающее в себя различные процессы, влияющие на его энергию и спектральный состав в процессе распространения через космос.
Это не просто потеря энергии отдельным фотоном, а скорее изменение характеристик светового потока в целом. Понимание этих процессов критически важно для точной интерпретации астрономических наблюдений и изучения структуры и эволюции Вселенной.

А как ещё могло быть?

Современная наука по сути отрицает идею старения света. Главная проблема - отсутствие наблюдательных данных, подтверждающих потерю энергии фотонов в процессе их движения через космос.

Но знаете, что ужасно? Лично мне эта идея кажется куда более привлекательной. Ведь даже если опустить сам факт расширения Вселенной и рассмотреть только логику старения света, то возникает вопрос... А как свет вообще может не стареть? Под старением мы понимаем всю группу выше перечисленных процессов и их отсутствие должно подразумевать, что при распространении через Вселенную свет не сталкивается абсолютно ни с чем, а это означает пустоту. Без пыли, мусора и чего-то ещё.

Физика не терпит пустоты, а потому невозможно представить себе схему, в которой свет распространялся бы именно через пустое пространство. Поэтому и теория старения света интуитивно кажется вполне правильной.

Я полагаю, что множество источников, описывающих проблему, всё-таки преувеличивает относительно отсутствия взаимодействия. Полагаю, что именно расширение Вселенной и красное смещение действительно работаю по другому механизму, тогда как никакой пустоты нет и всё-таки есть процессы, именуемые старением. Но не они движут красным смещением и близкими к нему явлениями.


https://dzen.ru/a/Z91lJdGPT2DJbkZ0

__________________
Нельзя идти вперёд, не идя к социализму (Ленин, 1917)

cherry

Российская газета

Опровергнута теория Большого взрыва

Журнал Physical Review D опубликовал исследование, предлагающее альтернативную гипотезу создания Вселенной. Авторы работы утверждают, что Большой взрыв не был началом всего, как принято считать.

Свои выводы физик Энрике Гастанага и его коллеги также изложили в авторской публикации на ресурсе Phys.org. Они пишут, что Большой взрыв, вопреки общепринятой теории, был скорее результатом гравитационного сжатия или коллапса, который сформировал очень массивную черную дыру и за которым последовал "отскок внутри нее".

То есть, по версии авторов нового исследования, Большой взрыв не был началом всего. Проще говоря, исследование показывает, что он мог произойти внутри черной дыры.


"Стандартная модель оказалась на удивление успешной в объяснении структуры и эволюции Вселенной, - отмечает Гастанага. - Но это объяснение имеет свою цену: идея оставляет некоторые из самых фундаментальных вопросов без ответа.
Во-первых, м
одель Большого взрыва начинается с сингулярности - точки бесконечной плотности, где нарушаются законы физики.
Во-вторых,
чтобы объяснить крупномасштабную структуру Вселенной, ученые ввели краткую фазу быстрого расширения ранней Вселенной, называемую космической инфляцией, подпитываемой неизвестным полем со странными свойствами. Позже, чтобы объяснить ускоряющееся расширение, наблюдаемое сегодня, они добавили еще один "загадочный" компонент: темную энергию".

По словам ученого, новая модель решает эти вопросы с другой точки зрения - глядя внутрь, а не наружу. Вместо того чтобы начинать с расширяющейся Вселенной и пытаться проследить, как она появилась, команда попыталась понять, что происходит, когда слишком плотное скопление материи коллапсирует под действием гравитации.

Этот процесс хорошо знаком астрономам: звезды коллапсируют в черные дыры. Но то, что происходит внутри черной дыры, остается загадкой. В новой статье говорится, что гравитационный коллапс не обязательно заканчивается сингулярностью, а останавливается и обращается вспять. Отскок не только возможен - он неизбежен при правильных условиях.

https://dzen.ru/a/aEL0b032L0xb5frH

__________________
Нельзя идти вперёд, не идя к социализму (Ленин, 1917)

cherry

М-да,
"опровергли"
ради ещё более чудернацкого мифа.