почему излучение остывает?

[Критикан]

Прочитал тут что Вселенная раньше была горячая, т.е. фотоны, которые в ней летают имели высокую энергию, а со временем они типа остыли (из-за расширения) и сейчас они таковы, как будто их излучило тело с температурой 4 Кельвина
вопрос: почему фотоны "остыли"?

вот если газ расширяется, то остывает он из-за взаимодействия со стенками сосуда (на уходящую стенку молекула налетает, отскакивает уже с меньшей скоростью)...

и вот вопрос - почему фотоны остыли, куда их энергия делась? с чем они взаимодействовали?

[konstkir]

Хороший вопрос!
Эта проблема часто ставилась в "Горизонтах.." (и мной также).
Можно попробовать и здесь, т.к. это коренной вопрос космологии и не только о фотонах. Все "жутко" релятивистские ЭЧ в ранней Вселенной со временем "выморозились".

[CADET]

Я всегда считал, что изменились не фотоны, а пространство в котором они распространяются. С момента отделения вещества от излучения оно растянулось многократно, что вызвало увеличение длины волны реликтового излучения и, соответственно, уменьшение его частоты. Мы это воспринимаем, как остывание фотонов.
Собственно, ККС - явление того же порядка: чем дальше объект, тем более "остывшие", "красные" фотоны от него регистрируются. Когда излучились - были "горячие", но пропутешествовали в растягивающемся пространстве - и остыли.

[konstkir]

Это просто популяризация факта, которая как бы "объясняет" строгое соответствие потери энергии частиц с относительным изменением масштабного фактора расширяющейся Вселенной.
Эта картинка не объясняет механизма "растягивания" ни пр-ва, ни фотона при этом.

[Kochelev]

Я всегда считал, что изменились не фотоны, а пространство в котором они распространяются. Оно растянулось многократно, что вызвало увеличение длины волны реликтового излучения и, соответственно, уменьшение его частоты. Мы это воспринимаем, как остывание фотонов

Всё намного проще: при любом дросселировании работает Закон Сохранения Энергии, следовательно температура рабочего тела должна падать даже и при неизменной метрике пространства в которое дросселируют.

[Kochelev]

Эта картинка не объясняет механизма "растягивания" ни пр-ва, ни фотона при этом.

Ха! А какой "механизм" объясняет принцип действия подавляющего большинства известных законов Природы? К примеру законов Кеплера? Покажите мне механизм этих законов? 

[konstkir]

Это далеко не верно. Любой закон физики рано или поздно объясняется на основе определенных физических постулатов.
Те же законы Кеплера объяснил Ньютон. Закон тяготения Ньютона объясняется ОТО.
Конечно, эти "почему"  возникают далее бесконечно, но такова методика и эволюция познания.

Расширение Вселенной и потеря энергии ЭЧ это не постулат, а вывод уравнений ОТО, подтвержденный наблюдением. Поэтому правомерно рассматривать физическую сущщность этих явлений.

[Критикан]

Всё намного проще: при любом дросселировании работает Закон Сохранения Энергии, следовательно температура рабочего тела должна падать даже и при неизменной метрике пространства в которое дросселируют.

что-то сомневаюсь я
а если расширение быстрое?
был надутый баскетбольный мяч в вакууме, а потом - раз! - скачком раздвинули его границы до размеров орбиты луны, т.е. исходный мяч исчез, а молекулы газа, который в нем был, теперь летают в огромном мяче, с радиусом равным расстоянию от земли до луны
неужели энергия молекул от такого расширения поменяется?
много всяких оговорок тут должно быть

без механизма потери энергии можно к неверным выводам прийти

[Kochelev]

Это далеко не верно. Любой закон физики рано или поздно объясняется на основе определенных физических постулатов.
Те же законы Кеплера объяснил Ньютон. Закон тяготения Ньютона объясняется ОТО.
Конечно, эти "почему"  возникают далее бесконечно, но такова методика и эволюция познания.

Не подменяйте понятия: Закон Всемирного Тяготения был математически выведен (алгебраически) Сэром Айзеком из законов Кеплера и собственных законов настольной механики, но этот закон - совершенно не объясняет устройство механизма, который "приводит в действие"  радиус-вектор и заставляет его ометать равные площади за одинаковые промежутки времени . Поскольку законы Кеплера абсолютно не связаны между собой какой-либо математической зависимостью.
ОТО - не объяснила, а низвергла законы Ньютона до мелкого частного случая

[Kochelev]

что-то сомневаюсь я
а если расширение быстрое?
был надутый баскетбольный мяч в вакууме, а потом - раз! - скачком раздвинули его границы до размеров орбиты луны, т.е. исходный мяч исчез, а молекулы газа, который в нем был, теперь летают в огромном мяче, с радиусом равным расстоянию от земли до луны
неужели энергия молекул от такого расширения поменяется?
много всяких оговорок тут должно быть

без механизма потери энергии можно к неверным выводам прийти

Мне импонирует ваша логика, а вот теперь сожмите молекулы газы в шарике диаметром с лунною орбиту до баскетбольного шара. Изначальную температуру получили? Нет? Тогда прощай Сохранение Энергии...

[Критикан]

Мне импонирует ваша логика, а вот теперь сожмите молекулы газы в шарике диаметром с лунною орбиту до баскетбольного шара. Изначальную температуру получили? Нет? Тогда прощай Сохранение Энергии...

не получится исходной температуры
потому что при расширении (очень быстром) взаимодействия молекул со стенками не было, а при сжатии этого взаимодействия не избежать
откуда энергия возьмется - это другой вопрос

[konstkir]

Это далеко не верно. Любой закон физики рано или поздно объясняется на основе определенных физических постулатов.
Те же законы Кеплера объяснил Ньютон. Закон тяготения Ньютона объясняется ОТО.
Конечно, эти "почему"  возникают далее бесконечно, но такова методика и эволюция познания.

Не подменяйте понятия: Закон Всемирного Тяготения был математически выведен (алгебраически) Сэром Айзеком из законов Кеплера и собственных законов настольной механики, но этот закон - совершенно не объясняет устройство механизма, который "приводит в действие"  радиус-вектор и заставляет его ометать равные площади за одинаковые промежутки времени . Поскольку законы Кеплера абсолютно не связаны между собой какой-либо математической зависимостью.
ОТО - не объяснила, а низвергла законы Ньютона до мелкого частного случая

А это Уже схоластика.
Законы Кеплеры помогли установить и постулировать закон тяготения и его достаточно (вместе с другими законами Ньютона и сохранения), чтобы вывести все законы Кеплера. Оставался непонятным механизм гравитации. Его проясняет ОТО.

[konstkir]

Мне импонирует ваша логика, а вот теперь сожмите молекулы газы в шарике диаметром с лунною орбиту до баскетбольного шара. Изначальную температуру получили? Нет? Тогда прощай Сохранение Энергии...

не получится исходной температуры
потому что при расширении (очень быстром) взаимодействия молекул со стенками не было, а при сжатии этого взаимодействия не избежать
откуда энергия возьмется - это другой вопрос

Все правильно. А у расширяющейся Вселенной нет объмена энергии.

[Kochelev]

Законы Кеплеры помогли установить и постулировать закон тяготения и его достаточно (вместе с другими законами Ньютона и сохранения), чтобы вывести все законы Кеплера. Оставался непонятным механизм гравитации. Его проясняет ОТО.

 
Законы Кеплера выведены Иоганном исключительно на основание наблюдательных данных Браге до законов Ньютона!

[Kochelev]

не получится исходной температуры
потому что при расширении (очень быстром) взаимодействия молекул со стенками не было, а при сжатии этого взаимодействия не избежать
откуда энергия возьмется - это другой вопрос

То есть нарушится фундаментальный закон Природы?

[konstkir]

Законы Кеплеры помогли установить и постулировать закон тяготения и его достаточно (вместе с другими законами Ньютона и сохранения), чтобы вывести все законы Кеплера. Оставался непонятным механизм гравитации. Его проясняет ОТО.

 
Законы Кеплера выведены Иоганном исключительно на основание наблюдательных данных Браге до законов Ньютона!

А Волга впадает в Каспийское море.

[Geen]

Хороший вопрос!
Эта проблема часто ставилась в "Горизонтах.." (и мной также).
Можно попробовать и здесь, т.к. это коренной вопрос космологии и не только о фотонах. Все "жутко" релятивистские ЭЧ в ранней Вселенной со временем "выморозились".

ЭЭЭ? Вроде бы у того же Шредингера вопрос об этом рассмотрен?

[konstkir]

Смотря как. Споры и сейчас не утихают.

[Geen]

Смотря как

Возможно я Вас неправильно истолковал (как мне сейчас кажется, это вопрос о существовании выделенной СО в замкнутой вселенной), но тема об остывании "вообще" (в расширяющейся вселенной) - вроде с этим-то всё более-менее ясно?

[konstkir]

А как Вы понимаете эту "ясность"?