Меняет ли свет свой спектр проходя вблизи массивных планет?

[Незван]

Давайте для понятности рассмотрим фотон с длинной волны 30см, его можно промерить, он практичен и понятен. Где в нём тот самый "шарик"?
Потом с газом не всё понятно, вот коллега Деймос, спасибо ему, посчитал что на расстоянии порядка 30 световых лет, свет проходит толщу газов равную нашей атмосфере, но газы в пространстве распределены совсем не равномерно, вероятно их плотность увеличивается при приближении к "чадящим звездам", тут должно возникать преломление, потом газ не статичен и имеет массивные потоки.

Вообще-то, мне хотелось, чтобы Вы сами посчитали. Тогда бы Вы оценили по достоинству факт,
что 30 световых лет эквивалентны 1 м (!) нашей атмосферы. Одному метру. Наплевать и забыть про "толщу".

[Stepanov]

30 световых лет это расстояние до самых близких звёзд, от них свет идет напрямую не проходя никакие массивные тела, эта тема о свете от куда более отдаленных источников, и "эквивалентная толща газов" тут уже вполне сопоставима с атмосферой, но даже метровый слой неоднородного газа будет приводить к преломлениям и дисперсии даже более сильным чем рассматриваемые. Учтите что если всю толщу атмосферы представить в виде слоя находящегося под давлением 1атм, то толщина этого слоя будет 10км, и это соответствует расстояниям в триста тысяч световых лет, т.е. именно тем о которых идет речь. И не понятно почему фактор влияния газовой среды игнорируется.
И потом, видно что многие участники упорно представляют фотоны шариками, давайте всё-таки рассматривать длинноволновые фотоны, это придаст трезвости рассуждениям.

[konstkir]

Если быть точнее, то цифры другие.
Во-первых, средняя плотность газа в Галактике это менее 1 атом/см3 (чаще всего водород), а не 100/см3.
Во-вторых, если считать не количество атомов в столбе, а массу столба газа которую проходит свет до нас, то получается что 1м земной атмосферы эквивалентен~ 100 000 св.лет.  галактического газа.


Характерно, что средняя плотность именно газа во Вселенной 0,1 протона в м3(!).
Т.е. эквивалентный "вселенский столб" увеличивается в 10 000 000 раз и равен 1000 млрд.св..лет.
Т.е. свет от самых далеких галактик преодолевает толщу вселенского газа эквивалентную по массе всего 1-3см земной атмосферы (если смотреть между скоплениями галактик).
 

[Stepanov]

А зачем рассматривать всю вселенную? Когда речь идет о отклонении света массивными телами то надо и в плане плотноси газов брать соответствующие области пространства, которые имеют куда большую плотность газа чем в среднем по Вселенной! Потом методы оценки плотности вещества во Вселенной сами по себе имеют некую гипотезу в своей основе, хотя бы касаемо размеров этой самой Вселенной, а не реальные измерения.

И потом даже миллиметровый слой газа, способен очень сильно искажать фронт волны, для оценки надо рассматривать вариации температуры и состава в этом слое.

В догонку: надо учитывать, что в межзвездном пространстве не какие-то простые идеальные газы, там по сути, как это следует из имеющихся на сей день данных, сложная смесь совершенно разных соединений вплоть до полимеров, и какие есть основания приравнивать к нулю нелинейные процессы происходящие в ЭМ излучением в таких условиях?

[Geen]

И потом даже миллиметровый слой газа, способен очень сильно искажать фронт волны, для оценки надо рассматривать вариации температуры и состава в этом слое.

И где же оценки?

[konstkir]

Этому челу воще непонятно, что надо.
Просто поговорить вышел толком ни о чем.

[Stepanov]

Это Вы про меня? Пожалуйста, можете дальше измышлять тут идеальные пространства с летящими шариками. Только это не научно.

[xd]

Ну так действуйте научно, а не кидайтесь пустыми пафосными выражениями о ненаучности остального.

[Змей Петров]

Изменение модуля какого вектора? Если модуля вектора скорости фотона, то изменения не будет (в инерциальной системе отсчета скорость света постоянна).

Вектора импульса. Соотв. и величины энергии. Скорость фотона всегда C . Но импульс в разных СО разный.

[Змей Петров]

Давайте для понятности рассмотрим фотон с длинной волны 30см, его можно промерить, он практичен и понятен. Где в нём тот самый "шарик"?

По моему там же где и у любой другой частицы - определяется волновой функцией частицы.
К примеру мы можем взять настолько "холодный"(с малым импульсом) электрон, что он, грубо говоря, размажется на те же 30см.
Мне вот непонятно как волновая функция фотона как квантовой частицы соотносится с реальной электромагнитной волной.

[Gleb1964]

как их можно представлять - в виде этаких шариков-частиц

Вот именно так их и нельзя представлять. Фотон не частица, а квантовая частица. У нее совсем другие свойства, без аналогов в макромире. Вот вам вопрос. Имеем атом в возбужденном состоянии. В некоторый момент времени он переходит в основное состояние излучая фотон. Куда полетел фотон? Как выглядит область наиболее вероятного обнаружения фотона через секунду после излучения?

осмелюсь предположить, что фотон излучается в сферу, если нет никаких измерений спинов/импульсов атома

[zam2]

осмелюсь предположить, что фотон излучается в сферу, если нет никаких измерений спинов/импульсов атома   

Именно так! Замечательно! Фотон полетел сразу во все стороны. Область его наиболее вероятного обнаружения - сфера, расширяющаяся со скоростью света.

[Змей Петров]

Именно так! Замечательно! Фотон полетел сразу во все стороны. Область его наиболее вероятного обнаружения - сфера, расширяющаяся со скоростью света.

Не понимаю вашей иронии.
Конкретный фотон летит в конкретном направлении. Вероятность излучения фотона в любом направлении одинакова. Есть конечно вопросы по сферической симметрии атома, но сейчас не об этом.
Это конечно, если речь об изолированном атоме(типа в межзвездном газе).
В рабочем теле лазера(к примеру) направление импульса индуцированного фотона очень точно повторяет направление индуцирующего.

[zam2]

Не понимаю вашей иронии.

Тут нет никакой иронии.
Более того скажу. Атом не получает импульса отдачи в момент излучения фотона. А вот когда фотон провзаимодействует с кем-нибудь (хоть через миллион лет), его волновая функция сколлапсирует, и атом получит импульс отдачи, зависящий от произошедшего взаимодействия (вот она - квантовая запутанность).

[Змей Петров]

Атом не получает импульса отдачи в момент излучения фотона. А вот когда фотон провзаимодействует с кем-нибудь (хоть через миллион лет), его волновая функция сколлапсирует, и атом получит импульс отдачи, зависящий от произошедшего взаимодействия (вот она - квантовая запутанность).

Но это же явное нарушение закона сохранения импульса!

[Gleb1964]

Не понимаю вашей иронии.

Тут нет никакой иронии.
Более того скажу. Атом не получает импульса отдачи в момент излучения фотона. А вот когда фотон провзаимодействует с кем-нибудь (хоть через миллион лет), его волновая функция сколлапсирует, и атом получит импульс отдачи, зависящий от произошедшего взаимодействия (вот она - квантовая запутанность).

+++ !
а вот еще вопрос - если был распад с излучением нескольких фотонов и мы поймали на приемник один из таких фотонов, получив его направление и импульс. Диаграмма разлета остальных фотонов распада изменилась? уже не сфера, особенно если было только два фотона

[Gleb1964]

Более того скажу. Атом не получает импульса отдачи в момент излучения фотона. А вот когда фотон провзаимодействует с кем-нибудь (хоть через миллион лет), его волновая функция сколлапсирует, и атом получит импульс отдачи, зависящий от произошедшего взаимодействия (вот она - квантовая запутанность).

а теперь скажем так - атом уже перестал существовать, угас, распался в радиоактивном распаде, остатки его деления унаследуют импульс?
другой вопрос - мы, скажем, пытаемся охладить тело до абсолютного нуля, а атомы тела продолжают дергаться от того, что где-то во Вселенной поглощаются излученные когда то атомами фотоны..  я правильно описал такую модель реальности?
и еще - удаленный атом получит отдачу "хоть через миллион лет" после того, как излучил атом - по чьим часам, в какой момент? это что, какое то глобальное "вселенское время" вырисовывается из квантовой нелокальности?

[zam2]

Это разве не означает, что и энергия тела не изменится, и его скорость (по модулю) - тоже?

По настоящему серьезный вопрос. Заставил задуматься. Попробую ответить (это касается и позже поступивших вопросов).
По сути вопрос такой: частота света до подлета к массивному телу и после пролета мимо него одинаковы? Я отвечал - да. А теперь отвечу - нет. Подробнее.
Процесс взаимодействия фотона с гравитирующим телом по сути ничем не отличается от рассеяния фотона на электроне (Комптон-эффект). И должен описываться той же формулой: \[\nu '=\nu \frac{1}{1+\frac{h\nu }{m_ec^2\left ( 1-cos\varphi \right )}}\].
Здесь \(\nu ,\nu '\) - частота фотона до и после, \(\varphi\) - угол между направлениями распространения фотона до и после.
Но вместо массы электрона \(m_e\) следует использовать массу гравитирующего тела. Так как она несравнимо больше массы электрона, изменение частоты фотона (энергии, длины волны) стремится к нулю. Поэтому в нормальных книгах об этом и не заикаются. И мне мой предыдущий приблизительный ответ - простителен.

[zam2]

а вот еще вопрос - если был распад с излучением нескольких фотонов и мы поймали на приемник один из таких фотонов, получив его направление и импульс. Диаграмма разлета остальных фотонов распада изменилась?

Да. Только не "диаграмма", а "волновая функция".

атом уже перестал существовать, угас, распался в радиоактивном распаде, остатки его деления унаследуют импульс?

Все, что произойдет с атомом, мгновенно "почувствует" улетевший из него спутанный с ним фотон. Симметричная ситуация.

скажем, пытаемся охладить тело до абсолютного нуля, а атомы тела продолжают дергаться от того, что где-то во Вселенной поглощаются излученные когда то атомами фотоны.

Опять, то что мы пытаемся делать с атомами, отражается на спутанных с ними квантовых частицах.

удаленный атом получит отдачу "хоть через миллион лет" после того, как излучил атом - по чьим часам, в какой момент?

А "мгновенно" - оно по всем часам "мгновенно". Впрочем, я уже давно вылез за рамки своей компетенции.

[Gleb1964]

по поводу Комптоновского рассеяния:

поскольку сечение рассеяния обратно пропорционально квадрату массы рассеивающей частицы, для протона она почти в 4 млн. раз меньше, чем сечение Т.р. на свободном электроне.

представляю, а точнее, не представляю, на сколько этот эффект меньше для гравитирующей массы размером с планету. Или здесь cos(\(\varphi\)) угла отклонения определяет?