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Alt 11.06.16, 11:55
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TomS TomS ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 04.10.2014
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Standard AW: Was machen Photonen bei der Rotverschiebung?

Nun, in der ART darf ich lokal Koordinatensysteme definieren, die letztlich wie in der SRT aussehen. Bzgl. dieser Koordinatensysteme kann ich Impuls, Energie usw. definieren. Im vorliegenden Fall definiert man jeweils die Frequenzen (gleichbedeutend mit Energie) für zwei Beobachter, einen beim Sender und einen beim Empfänger. In die Definition der Frequenzen geht dabei der Bewegungszustand des jeweiligen Beobachters ein.

Da die ART auf einer gekrümmten Raumzeit definiert ist, kann man nun nicht einfach das Koordinatensystem des Senders global auch für den Empfänger als gültig ansetzen. Stattdessen muss man die Informationen aus dem Koordinatensystem des Senders in das des Empfängers übertragen. Dazu existiert eine präzise mathematische Vorschrift, die im wesentlichen beschreibt, wie sich Impuls und Energie entlang der Bahn des Photons ändern.

Wenn nun die Raumzeit statisch ist, dann ist das Universum invariant unter Translationen in der Zeit, d.h. es sieht morgen genauso aus wie heute. In einem expandierenden Universum ist die Raumzeit jedoch nicht statisch, d.h. es liegt keine Zeittranslationsinvarianz vor. Damit fehlt die notwendige Voraussetzung für die Energieerhaltung. Die Argumentation ist vergleichbar mit dem Noether-Theorems.

Letztlich ist das wie bei einem klassischen System, auf das eine äußere Kraft wirkt (s.o.) und dessen innere Energie ebenfalls nicht erhalten ist. Genauso beeinflusst die Expansion der Raumzeit die Energie des Photons entlang seiner Bahn. Allerdings kann man der Raumzeit selbst keine Energie zuschreiben, d.h. es gibt keinen Energieerhaltungssatz für Energie des Photons plus der Raumzeit.

Leider ist das alles etwas unanschaulich. Wenn du genügend Mathematik verstehst, dann hilft dir evtl. dieser kurze Einstieg weiter:

http://www.physikerboard.de/topic,40...schiebung.html
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.

Ge?ndert von TomS (11.06.16 um 14:19 Uhr)
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