Wie erklären Sie die kosmologische Rotverschiebung in Bezug auf Gravitonen?

Wir wissen, dass die Photonen des Urknalls ständig rotverschoben werden und immer mehr Energie verlieren. In Bezug auf die Graviton-Ansicht, wie würden Sie das erklären? Wo geht die Energie hin?

Emittieren oder absorbieren die Photonen Gravitonen?

Was ist eine gute Erklärung, ohne den Ausdruck „Raumausdehnung“ zu verwenden?

Die Energie geht nirgendwo hin. Es ist verloren. Werfen Sie einen Blick auf Verliert das Universum Energie? (der sich hinter einer Paywall befindet, aber an anderer Stelle zu finden ist).

Antworten (3)

Es gibt keine Erklärung ohne „die Phrase“ Raumausdehnung. Eine solche Erklärung würde mit der Erklärung durch die Ausdehnung des Raumes konkurrieren.

Warum kann es nicht zwei mathematisch äquivalente Erklärungen für ein einzelnes Phänomen geben? Warum könnte es beispielsweise in der Quantenmechanik nichts Analoges zu den Heisenberg- und Schrödinger-Bildern geben?
Kann es geben, aber bisher nicht.
Ich würde widersprechen, aus GR-Sicht ergibt sich die Raumausdehnung aus der Wahl der räumlichen Koordinaten, und aus physikalischer Sicht ist die Begründung für mich eher eine Frage der Bequemlichkeit als der absoluten Tatsache. Zum Beispiel könnte die kosmologische Rotverschiebung durch eine Variation der „müden Licht“-Hypothese beschrieben werden, aber die räumliche Ausdehnung ist bequemer.
@John Davis Ihre Aussagen stehen im Widerspruch zur Standardtheorie. Sehen wir uns also die Peer-Review-Referenzen an, um sie zu untermauern.
Inwiefern stehen sie im Widerspruch zur Standardtheorie? Sie tun es nicht.
Ich sollte es weiter erklären, ich argumentiere nicht für "müdes Licht", sondern nur, dass Sie etwas Ähnliches verwenden könnten, um GR zu erklären. Zum Beispiel dehnt sich der Raum nicht aus, wenn man sich mitbewegende räumliche Koordinaten verwendet, aber die Koordinatenlichtgeschwindigkeit nimmt ab, je weiter man zurückgeht.

Um Mark Whittle zu zitieren (siehe seine Online-Vorlesungsunterlagen zu Vorlesung 16, Kosmologie):

„Sie fragen sich vielleicht: Woher kommt die Energie (Photonen) (Vakuum)? Die Antwort ist ziemlich subtil:

„In einem Newtonschen Rahmen: es geht um (kommt von) der Gravitationsbindungsenergie des Universums.

"In einem GR-Framework: Es erscheint als Modifikation der Geometriebegriffe in Gmn"

Du nicht.

Lassen Sie uns eine zugrunde liegende Annahme Ihrer Frage angeben:

Die Anregungen der krafttragenden Felder sind quantisiert und können als Teilchen betrachtet werden.

Dies ist eine der Grundannahmen der Teilchenphysik und der Schlüssel zum Verständnis und zur Vorhersage des Verhaltens im Zusammenhang mit dem Elektromagnetismus und den schwachen und starken Kernkräften.

Der Ansatz der Quantenfeldtheorie zur Gravitation ist bei weitem nicht so erfolgreich. Angeblich geht es einfach nicht. Eine der entscheidenden Schwierigkeiten ergibt sich aus der folgenden Tatsache. Quantenfeldtheorien werden auf einer Hintergrundgeometrie definiert, aber das Gravitationsfeld ist die Geometrie.

Eine teilweise Umgehung besteht darin, das Problem pertubativ zu behandeln: Nehmen Sie eine Hintergrundgeometrie an und behandeln Sie die kleinen Variationen um sie herum als separates Feld. Dieser perturbative Ansatz ist bereits in der klassischen Feldtheorie der Gravitation (Allgemeine Relativitätstheorie) schwierig und in der Quantenversion nicht renormalisierbar (korrigiert mich jemand, wenn ich falsch liege).

Aber selbst wenn es funktionieren würde , könnten wir Ihre Frage immer noch nicht beantworten, denke ich. Man müsste immer noch annehmen, dass die Hintergrundgeometrie die unseres Universums ist (expandierend, isotrop, homogen) und somit wäre die Photonen-Rotverschiebung immer noch ein Effekt der Geometrie, nicht der Teilchenwechselwirkungen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es meines Wissens keine Möglichkeit gibt, die Schwerkraft in Form von Gravitonen auf eine Weise zu verstehen, die selbstkonsistent ist und Fragen wie Ihre beantworten könnte.

Das finde ich nicht ganz richtig, die einzige Bedingung, die die physikalische Raumzeit der Hintergrundraumzeit auferlegt, ist die Topologie (siehe Wald). Unter der Annahme einer Topologie von R^4 ist es also durchaus möglich, ein expandierendes Universum mit einem Minkowski-Hintergrund mit einer Störung zu beschreiben. Wie Sie bereits erwähnt haben, ist ein solcher Ansatz für QG natürlich nicht renormierbar.
Brauchen Sie nicht, dass die Störung der Hintergrundmetrik in einem angemessenen Sinne „klein“ ist und bleibt? Dann sehe ich nicht ein, wie Sie die FLRW-Metrik angesichts der drastischen Änderung der Metrikkomponenten als Störung einer statischen Metrik behandeln könnten.
Sie müssen die Störung für die linearisierte Gravitation "klein" sein, damit Sie die Terme höherer Ordnung ignorieren können, aber für den peturbativen Ansatz für QG möchten Sie diese Terme nicht speziell ignorieren, da jede QGT die nichtlineare Natur des Allgemeinen umfassen muss Relativität. Wenn Sie eine Kopie von Wald haben, bespricht er dies kurz, wenn er die Quantengravitation diskutiert.
@JohnDavis Ich werde Wald überprüfen, das habe ich bei mir!
@JohnDavis, aber zum Punkt der Frage: Können diese nichtlinearen Störungsterme dann Licht auf die Photonen-Rotverschiebung in Bezug auf Wechselwirkungen mit Gravitonen werfen?
Diese Frage konnte ich nicht beantworten, aber ich würde vermuten, dass eine solche Situation, ähnlich wie das Nahfeld einer EM-Quelle für saubere Beschreibungen in Bezug auf EM-Wellen nicht sehr zugänglich ist, für eine ordentliche nicht zugänglich wäre Beschreibung in Bezug auf Gravitation.
Wie erklären Sie die kosmologische Rotverschiebung in Bezug auf Gravitonen?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v