但是在仔細回答這個問題之前，我們首先要說明您的問題指的是哪一種紅移？目前已知的光線的紅移一共有三種，都是愛因斯坦的理論的產物，而且都已經被實驗所嚴格證實了。

第一種是愛因斯坦的狹義相對論理論裡面的紅移，也就是運動物體的速度帶來的紅移，也稱為多普勒紅移，因為和聲音的多普勒效應很類似。這種紅移說的是，一個離開你的物體發出的光線在被你接收到的時候波長變長（也就是變紅），由於光速不變，所以頻率變低。所以這種紅移不是在傳輸過程中產生的，也就是和你相對於光源的距離無關，只和你們的相對速度有關，因此在傳輸過程中沒有任何能量損失。

第二種是廣義相對論裡面的引力紅移，也就是從一個強引力場發出的光線到了一個弱引力場，它的波長就變長頻率變低了。事實上對引力紅移的最簡單的解釋就是能量守恆：引力場強的區域的引力勢能低，所以從引力強的區域發出光線到引力弱的區域，相當於勢能增加了，能量守恆要求光子的能量必須減少，由於光速不變，只能減少電磁波的頻率，因為光子的能量和頻率成正比。減少頻率就是增加波長，因此也得到了引力紅移。所以引力紅移就是能量守恆的直接後果。

第三種是宇宙膨脹導致的紅移，也被稱為宇宙學紅移，哈勃就是透過觀測到星系的宇宙學紅移發現了宇宙的膨脹。由於宇宙的膨脹，空間連續變大，而光線又是在空間中傳播的，所以光線的波長必須隨著宇宙的膨脹而變長，這時候能量密度變低的光線就充滿了更大的空間，保持總的能量不變，所以這種紅移也沒有任何能量的損失。最後宣告：由於太忙，我沒有時間讀我回答後面的評論和發給我的私信，當然也無法回答評論裡面提出的問題和回覆私信。如果您希望我回答您的問題，請在悟空問答提出，然後邀請我回答，我會在方便的時候挑一些問題回答。

所謂的紅移就是光這種能量在傳輸過程中特定形態的描述，這種現象的最早發現是聲波，當一列火車這個高速運動聲源，也就是蒸汽機車的汽笛與機車的轟鳴聲，當它由遠而近的駛來時汽笛的聲音不只逐漸增強，它的頻頻也隨之升高，機車的轟鳴聲也加快了節奏，但是當它遠去的時候汽笛聲的強度也隨距離的變遠而衰弱，隨之這些聲音的頻頻也隨之變低，這種現象人們稱為多普勒效應，當時是對聲源變化傳播形態及這一現象的解釋，因此它只是能量傳播過程中的一個現象，為此當時做了諸多試驗，從最後的測試結果來看這種現象對能量的傳播沒有造成衰減。

隨著科技的發展光這種電磁能量也逐漸被人們所認識，這種作為一種波的能量在傳播過程中也有聲波的特性，所謂的紅移是指某天體遠離地球時它發出光的頻率有向紅色頻段飄移的現象，不過這樣的稱呼似乎不是很準確的表達這樣的形態，比如某天體運動的方向是由遠及近，那麼它所發出光的頻率應是由低到高的變化，那可就不是紅移了應該綠移或者是稱其紫移。

這裡面沒有損失能量，假如一個物體接受了經過紅移降低了能量的光，那麼降低的部分，應該由相當於接受物體速度增加，而增加的能量部分彌補了。

就是如果宇宙空間中存在兩個物體，接受物體必須加速遠離，才能形成紅移，按照能量守恆原理，光降低的能量，應該和因為物體速度增加而得到的能量相同，應該是這樣的，而且貌似可以透過物理公式計算證明。

有人提問：光在傳播過程中發生紅移現象，波長變長，頻率變低，根據愛因斯坦光電效應方程，光的能量將會損失dE=h * dV，dV是光紅移的頻率之差。那麼，這部分損失的能量，跑到宇宙空間中的哪裡去了？

首先，我們需要知道一個基礎事實，那就是，光線的紅移並沒有損失能量。

至於光線紅移的原因，有三種。第一，狹義相對論中的多普勒紅移，這種紅移事實上只和你們的相對速度有關，也就是說，無論你是A點看到B處的光還是從C點看到B處的光都是一樣的，和你們之間相差的距離沒有關係，既然都和距離沒有關係了，那麼自然就沒有衰減能量一說。

第二，廣義相對論中的引力紅移，這樣的紅移能量是會有改變的。我們可以想象一下，當一個高引力場的光子到達一個低引力場。我們還可以假想一下一根琴絃裝在較緊的琴和較松的琴上的差異，再對比到光上，直接體現的效果就是波長就變長頻率變低。不過我們有能量守恆原理，當強引力場到弱引力場時，勢能的增加就必然需要犧牲光的頻率，因為光速不變，所以光的能量有所減少。

第三，宇宙膨脹的因素與波長。前面我們說，波長變長頻率變低，而在宇宙空間的膨脹中，光線的波長也會變長。我們得知宇宙的歷史130多億年的時間，最長的波長是宇宙微波，就是宇宙微波背景輻射裡面的那個波長，現在留給我們的是波長最長的宇宙微波。不過，這裡光線的能量是根本不會衰減的，因為光線波長的背後是整個宇宙空間的膨脹，我舉個例子，就如同一根琴絃一樣，波就是琴絃，宇宙空間就是琴。當琴絃變長的時候，相應的，其實琴本身也在變長，所以相對的鬆緊不變，固這樣的紅移也不會帶來任何能量的損失。

這個問題，歸結到底是，你並不能把整個宇宙看成一個慣性參考系，因而能量守恆並不適用。

根據Emmy Noether的理論，能量守恆等價於連續時間對稱(continuous time symmetry)。然而，廣義相對論和現實觀測告訴我們，物質會扭曲時空，宇宙也在加速膨脹。因而並沒有一個永恆不變的時空(時間－空間)。因而你並不能把整個宇宙看成一個慣性參考系，能量守恆不適用於整個宇宙尺度，你也不能用所謂上帝的視角來觀察光線傳播中紅移的過程。所謂的宇宙學紅移，其實是變換了參考系的說法。開始的短波光是相對於發光物所處的參考系，紅移後的長波光是相對於觀測者所處的參考系，兩者其實並不是一個參考系裡，談不上能量守恆與丟失。這種紅移，是根據原子光譜(例如氫原子光譜)的變化推算出來的，而不是在同一參考系觀測到光線的波長由短變長的過程。