推 Panthalassa: 好清楚！ 原來如此 感謝！！ 01/12 18:32
推 eldar: 推 01/14 01:05
※ 引述《Panthalassa (真。盤古大洋)》之銘言：
: 期末期間總是愛亂想
: 借題發揮一下
: 關於宇宙背景輻射和膨脹
: 想請教各位高手
: 現在來看復合時期同時發出的一顆光子
: 因為宇宙膨脹紅移
: 單一光子的能量慢慢減弱
: 假設空間度規膨脹k倍
: 波長膨脹k倍
: 能量就剩1/k倍
: 能量不就沒守恆了嗎？
: (a) 能量守恆
: 沒考慮到暗能量之類的...
: (b) 光子數量不變
: 質能互換嗎還是...？
: (c) 紅移能量減弱
: 在網路上看到很紅的文章
: 寫說單一光子即便紅移
: 能量還是一定...？
: (d) 表面積也膨脹了
: 強度減弱但面積變大
: 導致能量還是不變...？
: 哪一個環節有問題呢？
: 謝謝
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: Sent from JPTT on my Asus Nexus 7.
一般而言，我們在討論能量守恆的時候
會在同一個慣性坐標系(等速運動座標)裡面去定義總能量
並且去探討在這個座標裡面，總能量是否守恆
但是在廣義相對論裡面
或者說在膨脹宇宙的時空裡
時空上的兩個區域不再屬於同一個慣性座標
所以你不能在這兩個時空裡面同時討論能量守不守恒
在不同慣性座標裡面討論能量守恆是有問題的
這是定義問題
這就像你在兩個不同速度的座標
去測量同一個東西的動能
你會發現兩個結果的動能會不一樣
把這兩個結果湊在一起討論能量守恆 是有問題的
另外一個比較數學的講法
根據Noether theorem
一個系統如果有時間上的對稱性
該系統就會對應到能量守恆
在膨脹宇宙的時空裡
整個宇宙隨著時間在演化
時間的對稱性被破壞了
所以不會有所謂的能量守恆
但我一直覺得這是定義問題
你還是可以定義一個量
在膨脹宇宙裡會守恆
而且跟平常所孰悉的能量守恆很類似但是其實不一樣
所以我才會第一時間在推文回答
廣義相對論有不同版本的能量守恆
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