Citat:
Ursprungligen postat av
DaCrap
Jag fattar inte varför en fotons våglängd skulle töjas ut (rödförskjutas) på grund av att rummet expanderar? En foton är ju en massalös partikel som färdas genom rummet? Varför skulle dess våglängd öka bara för att det rum den färdats genom har blivit större?
Kan kanske vara intressant att veta att teorin förutsäger exakt samma effekt för partiklar, om vi talar om fotonernas momentum. Enligt kvantfysik ges momentum av Plancks konstant h delat med våglängden, så när våglängden tänjs ut till t ex det dubbla så minskar momentum till hälften. För partiklar med momentum p=mv kan man visa att det blir samma sak, t o m i den relativistiska gränsen då v närmar sig c (och m ökar).
Dvs den allmänna lagen är att
momentum minskar med samma proportion som rummet tänjs ut.
För att visa detta krävs det dock lite högre matematik, samt Nöters teorem som visar hur konservationslagar hänger ihop med symmetrier. Matematiskt hänger det på om den krökta rumtiden har s k Killingvektorfält. Enligt Big Bang-teorin är rummet likadant överallt (men ändras med tiden), så det finns Killingvektorfält K som beskriver denna symmetri. Man kan då visa att skalärprodukten K.p mellan K och p måste vara konstant. Och eftersom K växer med universums expansion så minskar p på samma sätt. Rent tekniskt är det väldigt lätt att förstå det här med s k analytisk mekanik, där K är generator till en symmetri i Lagrangianen. Svårigheten ligger snarast i att analytisk mekanik är ett ämne som i hög grad hör hemma på doktorandnivå. Liksom även differentialgeometri - matten som beskriver t ex en krökt rumtid.
En inte sååå pedagogisk förklaring, men som jag hoppas iaf antyder att vi faktiskt vet vad vi gör..