Wenn Licht im Gravitationsfeld der Erde nach oben wandert, verliert es Energie und damit sinkt seine Frequenz?

Es gibt mehrere gleichwertige Antworten.

Da Sie die Gravitationszeitdilatation bereits verstehen, ist dies wahrscheinlich die direkteste. Angenommen, Sie haben eine Uhr, die sich tief in einem Gravitationsschacht befindet, sodass sie langsam läuft. Sagen wir, jede 1 s auf der tiefen Uhr ist 2 s auf deiner Uhr. Wenn nun dieser Takt zum Ansteuern eines 1-MHz-Signals verwendet wird, erhalten Sie aufgrund der Zeitdilatation diese 1 Million Zyklen über 2 s. Das bedeutet, dass die Frequenz auf 0,5 MHz reduziert würde.

Eine andere äquivalente Erklärung ist, dass die Energie des Photons verringert wird und seitdem$E=hf$die reduzierte Energie impliziert zwangsläufig eine reduzierte Frequenz. Die Energie eines Photons wird verringert, wenn es nach oben wandert, da das Photon beim Aufsteigen einen Teil seiner EM-Energie gegen potenzielle Gravitationsenergie eintauschen muss. Wenn nicht, könnten Sie ein Perpetuum Mobile bauen*.

Eine andere, eher technische Erklärung wäre die Verwendung von parallelem Transport. Die Schwarzschild-Koordinaten eignen sich gut zur Beschreibung schwebender Beobachter. Da ein Nullvektor parallel nach oben transportiert wird, wird er relativ zu schwebenden Beobachtern bei höheren Koordinaten „rotverschoben“.

Ich bin mir sicher, dass es noch mehr Möglichkeiten gibt, aber hoffentlich funktioniert eine davon für Sie.

*Nehmen wir zum Beispiel an, wir haben eine gewisse Gravitationspotentialdifferenz. Wenn Sie nun ein Elektron und ein Positron unten anhilieren, erhalten Sie zwei 0,5-MeV-Photonen. Wenn sie ohne Energieverlust nach oben gehen könnten, hätten sie oben immer noch jeweils 0,5 MeV, sodass Sie sie zu einem Elektron und einem Positron rekombinieren könnten. Sie könnten dann das neue Elektron und Positron fallen lassen und KE gewinnen. Unten könnten Sie dieses KE extrahieren, und danach könnten Sie den Zyklus von vorne beginnen, indem Sie das neue Elektron und Positron anhilieren. Daher müssen die Photonen nach oben genauso viel Energie verlieren, wie die Elektron und Positronen nach unten gewinnen. Alles andere führt zu Nichterhaltung der Energie.

1. Es ist nicht das abnehmende Gravitationsfeld, das die Frequenzänderung verursacht, sondern die zunehmende Zeitspanne, in der das Photon überhaupt einer starken Gravitation ausgesetzt ist. Trotz der abnehmenden Stärke des Feldes (eher als wegen) beeinflusst es weiterhin kumulativ die Frequenz des austretenden Photons.

2. Ja. Sowohl wegen der direkten Wirkung der Schwerkraft, als auch weil die Ausdehnung der Raumzeit eine konstante Rotverschiebung verursacht - zwei verschiedene Arten der Raumzeitdehnung, ähnliches Ergebnis.

Licht wird zum Planeten gezogen und nicht von einer Ozonschicht gebrochen oder reflektiert. Da die Ozonschicht aus O3 besteht, ist sie aufgrund ihrer Bindung sehr lichtleitend. Ich glaube, die gängige Theorie besagt, dass Ozon weniger stabil ist als O2, da es in Wohnhöhen in der Umgebung vorhanden ist, aber dies berücksichtigt nicht die Tatsache, dass jede Form der Oxidation eine O2-Reaktion ist, da sich O2 mit vielen verschiedenen Elementen vermischt, während sich O3 nur vermischt mit Kohle. Dies liegt daran, dass Kohlenstoff eine elektrische Ladung halten kann, die es ihm ermöglicht, in die Atmosphäre zu gelangen und sich bei der Erzeugung von O2 und CO2 zu entladen. Sie kennen das Gas, das wir an unsere geliebten Bierfässer und Cola-Maschinen anschließen, das Strom stabil leiten kann, Blitze erzeugt und ordentliche, flauschige Wolken erzeugt, wenn es mit dem H2O in der feuchtigkeitstragenden heißen Luft getroffen wird, wenn es aufsteigt. Alles meine eigene schriftliche Beschreibung des Vorfalls. Wenn das Licht von unserer Seite auf die Ozonschicht trifft, würde es ohnehin mit den in der Umgebung vorhandenen Gasen reagieren und seine Energie würde entladen und im Kohlenstoff dieser Wolken enthalten sein, ähnlich wie die Kohlenstoff-Nanoröhren, die Wissenschaftler gerade erst entwickeln und bauen, bis sie es tun reichen aus, um Energie zwischen der Stratosphäre und dem Boden in Form von Blitzen zu entladen. Licht verlässt diesen Planeten nicht, wenn es einmal da ist. Es hinterlässt keinen kohlenstoff- oder alkalimetallhaltigen Planeten, da sie Energie in ihren Kernen speichern oder eine Art Atmosphäre haben, die mit unterschiedlichen Formen des Treibhauseffekts einschließen würde. Was uns erlaubt, sie zu sehen, da Luft unsichtbar ist, weil sie Licht nicht behindert, reagiert oder absorbiert Wenn das Licht von unserer Seite auf die Ozonschicht trifft, würde es ohnehin mit den in der Umgebung vorhandenen Gasen reagieren und seine Energie würde entladen und im Kohlenstoff dieser Wolken enthalten sein, ähnlich wie die Kohlenstoff-Nanoröhren, die Wissenschaftler gerade erst entwickeln und bauen, bis sie es tun reichen aus, um Energie zwischen der Stratosphäre und dem Boden in Form von Blitzen zu entladen. Licht verlässt diesen Planeten nicht, wenn es einmal da ist. Es hinterlässt keinen kohlenstoff- oder alkalimetallhaltigen Planeten, da sie Energie in ihren Kernen speichern oder eine Art Atmosphäre haben, die mit unterschiedlichen Formen des Treibhauseffekts einschließen würde. Was uns erlaubt, sie zu sehen, da Luft unsichtbar ist, weil sie Licht nicht behindert, reagiert oder absorbiert Wenn das Licht von unserer Seite auf die Ozonschicht trifft, würde es ohnehin mit den in der Umgebung vorhandenen Gasen reagieren und seine Energie würde entladen und im Kohlenstoff dieser Wolken enthalten sein, ähnlich wie die Kohlenstoff-Nanoröhren, die Wissenschaftler gerade erst entwickeln und bauen, bis sie es tun Reichweite genug für eine Energieentladung zwischen der Stratosphäre und dem Boden in Form von Blitzen. Licht verlässt diesen Planeten nicht, wenn es einmal da ist. Es hinterlässt keinen kohlenstoff- oder alkalimetallhaltigen Planeten, da sie Energie in ihren Kernen speichern oder eine Art Atmosphäre haben, die mit unterschiedlichen Formen des Treibhauseffekts einschließen würde. Was uns erlaubt, sie zu sehen, da Luft unsichtbar ist, weil sie Licht nicht behindert, reagiert oder absorbiert Licht verlässt diesen Planeten nicht, wenn es einmal da ist. Es hinterlässt keinen kohlenstoff- oder alkalimetallhaltigen Planeten, da sie Energie in ihren Kernen speichern oder eine Art Atmosphäre haben, die mit unterschiedlichen Formen des Treibhauseffekts einschließen würde. Was uns erlaubt, sie zu sehen, da Luft unsichtbar ist, weil sie Licht nicht behindert, reagiert oder absorbiert Licht verlässt diesen Planeten nicht, wenn es einmal da ist. Es hinterlässt keinen kohlenstoff- oder alkalimetallhaltigen Planeten, da sie Energie in ihren Kernen speichern oder eine Art Atmosphäre haben, die mit unterschiedlichen Formen des Treibhauseffekts einschließen würde. Was uns erlaubt, sie zu sehen, da Luft unsichtbar ist, weil sie Licht nicht behindert, reagiert oder absorbiert