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宇宙中光子丢失的能量,去哪儿了?

已有 478 次阅读 2019-7-15 21:42 |个人分类:科学探索|系统分类:科研笔记| 宇宙红移, 光子能量丢失

根据大爆炸假说,由于宇宙红移现象,来自遥远星体的光子被观测到的波长要大于光子发出时的波长。因此光子被观测时测量到的能量要小于出发时的能量。那么,光子丢失的能量去哪里了呢?

从地球上观测来自遥远星系的光的波长,会普遍观测到光的波长的红移现象,而且距离地球越遥远,红移的程度就越显著,也就是著名的哈勃红移现象。哈勃红移被认为使宇宙大爆炸的重要证据之一。根据大爆炸理论,宇宙起源于大爆炸。在宇宙大爆炸后,宇宙保持持续的膨胀,距离地球越远的天体远离地球的速度也越快,红移现象就越显著。

根据量子理论,光子的能量跟光子的波长成反比,ε=hc/λ.这意味着,当我们观测到的来自遥远星系的光子时,所观测到的光子的能量,比光子从发出时的能量要少。

按照哈勃的解释,光子波长的红移是一种多普勒现象。但是,如果我们从宇宙总体来考虑,宇宙中任何一个星系在任何时刻发出的光子的总能量,总是远大于这些光子之后被其他星系的物质吸收的能量之和。这意味着,伴随着宇宙的膨胀,宇宙中光子的一部分能量消失了。那么,这部分能量去哪里呢?或者说,转化成什么其他形式的能量了呢?




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