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愛因斯坦在廣義相對論提出在引力場中的輻射源發射出來的電磁波波長會變長(紅移)。電磁波在進入另一個介質後電磁波波長會變化,那麼什麼原因導致產生引力紅移?
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  • 1 # 未知起源

    主要從時間、空間和能量的角度三個角度來看問題。

    根據廣義相對論,時間在引力場變慢了,震盪週期變短了,光源所發出的波長比沒有引力場中光源所發出的波長更長。

    從空間的角度出發,光源離開發光體之後,受到周圍引力場的作用,而產生的普線的變化。當光子從強引力場到弱引力場,光子需要克服引力,而損失能量,產生紅移。

    從能量的角度出發,從強引力場向上發出的光波,比如說光子從一樓到達10樓頂端,具有引力勢能mgh,光子沒有靜止質量,但具有能量e =hv ,光子在頂樓具有更大的引力勢能,這個引力勢能可以看作是光子紅移損失的能量轉換而來。因為紅光的能量最小。損失的能量直接轉換成引力勢能。

  • 2 # 146891563

    是空間單元吸收的能量最高的頻率轉化為空間單元疊加態的物質態,這個請自行參考一生二,二生三,三生萬物,和太極圖!當空間單元由於光速的電磁波相互碰撞在某個特定空間,形成物質的原始態即疊加態,在我們太空這個以空間單元以正四邊形組成的只控制物質變速的不控制物質勻速地空間中,所有高質量物質只是空間單元簡單又符合到極限就重新擴充套件疊加的原子的概念。紅移是因為缺失了藍移,是短波最容易被碰撞吸收轉成物質體系而不是被時空傳輸體系,空間單元真太神奇了,能組合疊加,能傳輸,能排斥,能以光速(物質最高速)傳輸物質態,並以空間太超超光速傳輸勻速態!我們生活的星球其實是空間的結晶,就是不斷地吸收空間單元組合高質量的物質,在吸收的時候產生引力效應(因為加速使物質產生力,這個有點像倒放的爆炸,空間不斷地加速向地球靠攏被地球吸收)。現在講講奇數邊形的空間,我們如果是想金字塔型的正四邊圓心型空間,我們一定是低階空間,高階的空間是奇數空間,因為奇數的奇特不確定性,他們的空間和物質將呈現非常大的奇數效應,就是有時這樣有時那樣的效果,讓那裡的生物非常懵逼!轉到正題:我們都知道頻率越高越容易被吸收,宇宙一直存在不變,變的是升級,有點像遊戲打怪,對,就是,因為你的舉動可能影響低緯度的智慧,還會影響高緯度的能力!萬物皆空=萬物都是空間單元的遊戲!!!!!

  • 3 # 遇見H未來

    簡單的說引力紅移其實就是指光波在遠離強引力場時,波長變長、能量減少的一種物理現象。

    波長光譜圖

    在瞭解引力紅移之前我能先來了解下什麼是波長光譜圖?在我們小學自然學科中我們曾經做過一個實驗—光的散射。把三稜鏡放到太Sunny下,就會在牆上投射出光被散射後的可見光線,從上到下依此為:紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。而這些被散射的光中紅光的波長最長,攜帶能量卻最少;紫光的波長最短,攜帶能量卻最多。所以可見光線中從紅光到紫光過程中其他可見光線波長逐漸變短,攜帶的能量卻逐漸增多。

    是什麼原因導致了紅移

    在愛因斯坦釋出廣義相對論前就猜想光波的運動會受到引力的影響。假如一束光波從地球發射後開始飛向遠離地球的方向,這時這束光波會受到地球引力影響在飛行過程中損失一部分能量從而波長變長,這束光的顏色會逐漸改變慢慢向紅色光靠攏(當然不是隻要發生紅移,光的顏色都會變為紅色。假如這束光為純紫色,它會隨著引力的影響先變為藍色、再變為青色、……最後變為紅光。當引力場不夠強時可能這束紫光只能停留在紅光和紫光之間的其他顏色光束)。而由於地球的引力不是很強,所以紅移現象想從地球發射出去的光波中探測出來是很難的。所以引力紅移現象首次被探測到是在擁有很強引力場的白矮星上。二十世紀六十年代幾位科學家利用穆斯堡爾效應的實驗方法成功定量的驗證了引力紅移。實驗結果表明測得的資料與相對論理論值完全吻合。

    在引力紅移被證實後,讓那些支援宇宙膨脹理論的科學家們更加有了信心。紅移中光波的能量損失與波長的變長為星系之間相互遠離提供了更加有利的證據。

  • 4 # 語境思維

    問題有挑戰性。題下背景有兩個問題:①為什麼光源發射的電磁波在光源附近紅移?②為什麼電磁波透過介質會發生紅移?

    首先明確一點:電磁波的基底物質是真空場中固有的光量子,電磁波不是被光源發射出來的,而是被光源震盪推壓或激發出來的。

    天文學的光源,通常指恆星、脈衝星、黑洞、類星體。它們的共同特徵是:內部都有熱核反應,都會釋放高溫等離子體,都會激發高頻電磁波。可以把它們統稱熱核天體。

    顯然,熱核反應的溫度與頻率成正比。根據熱力學第一定律與光電效應方程可以證明:

    T=1.5hf/k,式中,T是絕對溫標,h是普朗克常數,f是電磁波頻率,k是玻爾茲曼常數。

    1.因為熱核反應漸強的電磁波藍移

    如果此類光源正在走向青春期,熱核反應越來越加劇,激發外空間的電磁波頻率就會越來越高,那麼望遠鏡會表現出加速藍移。

    但是,就天體壽命而言,青少期畢竟是短暫的,故藍移現象佔比很小。

    2.因為熱核反應漸弱的電磁波紅移

    如果此類光源正在離開青春期,熱核反應越來越減弱,激發外空間的電磁波頻率就會越來越低,那麼望遠鏡會表現出加速紅移。

    好比樹木,青春前約10年,青春後有數百年,顯然紅移佔絕對優勢。

    3.因為熵增機制導致的電磁波紅移

    物體由原子構成,原子會釋放固有的原子光譜,較高頻的有較高能量。根據濃度擴散或最小作用量或熵增加原理,高能電磁波總要被低能真空區吸收而降頻或紅移。

    任何波,包括機械波、電磁波與引力波,即便在沒有障礙的環境中長途推湧,也會漸漸紅移,這是一個普適性的物理現象。

    4.因為遭遇等離子體的電磁波紅移

    這裡主要指電磁波接近所謂“大質量”的熱核天體發生的紅移,或者所謂“引力透鏡紅移”。

    熱核天體總要輻射大量的等離子體,在其附近空間形成日暈,在日暈之外附近,依然有較高濃度的等離子體。當外來電磁波接近或路過等離子體暈附近時,就會與等離子體發生碰撞,產生康普頓效應,或散射或偏折。

    5.因為電子能帶機制的電磁波紅移

    當電磁波從光疏介質進入光密介質時,有兩種典型情況。

    其一,當光密介質有晶體結構的,由於電子能隙狹窄而直接被價電子碰撞吸收為原子內能。

    其二,光密介質有非晶體結構,例如玻璃、水體之類,由於電子能隙寬敞而被價電子碰撞後有機會折射出來,電磁波因為在介質中多次折射延長了光程,表觀速度降低到0.66c左右。

    其實不然,一旦進入光疏介質,又回到最初速度。但是根據康普頓效應與動量守恆定律,該電磁波的頻率必然下降而發生紅移。

    6.頻差較大的電磁波不存在碰撞效應

    原子光譜的精細結構表明:原本在原子內空間被電子電荷激發的多種頻率的電磁波並沒有碰撞融合,而是相安無事,各走各路。

    白色Sunny透過三稜鏡的色散現象表明:白光裡的各種單色光也沒有相互碰撞融合,也得各行其是,分道揚鑣。

    只有一種情況:頻率相等或極其相近的電磁波,才可能發生碰撞或共振或融合。

    所以,有關用電磁波相互碰撞導致頻移(紅移或藍移)的說法是不能成立的。

    7.關於退行性紅移的基本估計

    其一,就邏輯而言,不排除類星體退行性紅移的可能性。

    其二,就實際而言,退行性紅移無法解釋還有大約10%的類星體以及仙女座M31星系藍移的反例。

    其三,物理學原理,對同一類現象的解釋,不允許有反例、不允許自相矛盾、不允許不完備。

    8.關於宇宙學紅移的基本估計

    其一,宇宙學紅移是為了解釋藍移反例而精心設計的純幾何空間膨脹進而否定了哈勃紅移的本義,這本身就是自相矛盾的。

    其二,宇宙學紅移,無法直接透過實驗觀測資料加以證實,也與現實資料背道而馳。比如說,我們的房屋空間難道也是在以超光速膨脹的麼?

    其三,即便宇宙學紅移援引哈勃常數作為空間膨脹的依據,但是哈勃常數並不是常數,又如何解釋空間膨脹是一個變加速度呢?

    其四,宇宙學紅移直接違背質量守恆、能量守恆定律、電荷守恆的所有守恆定律。

    所謂的宇宙大爆炸奇點的能量、質量、電荷量究竟是多少,從何而來,連上帝也不知道。

    好了,本答stop here。請關注物理新視野,共同切磋物理邏輯與中英雙語的疑難問題。

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