光は宇宙にどのように影響しますか？

たとえば星から光が放射されると、その星はエネルギーを失い、重力が減少します。次に、そのエネルギーは、他のオブジェクトに到達するまで、潜在的に数十億年の旅を開始します。

その光が別の星や銀河などの表面に到達すると、そのエネルギーが熱の形で目的の星に与えられます。これにより、レシーバーのエネルギーが増加し、一種のバランスが回復します。それはまた、ほとんど反射のように、レシーバーにさらに多くの光を放出させます。

それが目的地に到達すると、それが星であろうと、岩であろうと、それ以外のものであっても、それは受け面への圧力を上回るでしょう。

しかし、その光が宇宙を移動している間、そのエネルギーは他の宇宙には「利用できません」。当然私は次の質問をします：

移動中に光が重力を引き起こしますか？

すべての星はすべての方向に光を放出し、最終的には宇宙のその他すべての星に到達します。宇宙の任意の1点で、宇宙の他のすべての1つ1つの星からの連続した光線がなければなりません。それはその点への直接の経路を持っています。空のすべての星が地球表面のすべての平方センチメートルに到達する光子を送信しているとすると、圧力の量は非常に大きくなるはずです。

あらゆる表面のすべての原子が空のすべての単一の光源から光を受け取っているとすると、圧力の量は本当に無視できますか？

http://solar-center.stanford.edu/FAQ/Qshrink.htmlにある計算に基づいて、太陽はその寿命中に全質量の0.034％をエネルギーとして放出します。太陽が平均であり、宇宙に約10 ^ 24の星があり、これらの星の平均がすべて寿命の半分であると仮定すると、約1.7 * 10 ^ 22の太陽の重力に相当するエネルギーが分布しているはずです宇宙全体。

古い質問ですが、以前の回答では取り上げられなかった問題を取り上げます。

フォトン CMBフォトン（一次まで）$\simeq$

他の人がすでに言ったように：はい、光はエネルギーを持っているので、それは引き寄せられます。宇宙を透過する光子の大部分は恒星起源ではありませんが、実際には宇宙のマイクロ波背景であり、この答えからのグラフに見られるように、エネルギー密度は他の光子よりも数桁大きいCMBフォトンの数密度」。数密度に関しては、1 cmあたり4〜500の光子です。$^3$

スペースは大きく、等方性です

CMBフォトンは等方的に分布しているため、非常に小さい放射圧はすべての方向で等しく、したがって相殺されます。そして、私たちは常にCMBの光子と恒星の光子の両方に衝撃を受けていますが、宇宙は非常に驚異的に大きいため（D. Adams、1978年）、宇宙でランダムな光子を考えると、何かにぶつかる可能性があります。無視できます。CMBのフォトンのおよそ90％は、何もヒットすることなく138億年の間移動しました。残りの10％は、再イオン化後に放出された自由電子と相互作用しましたが、吸収されず、分極しただけでした。これらの相互作用のほとんどは、再イオン化の直後に起こりました。今では、宇宙は単純に拡大しすぎています。

光子は赤方偏移している

光子にはエネルギーがあり、したがって重力に追加されますが、最初に、それらは宇宙で均一に分布し（したがって、すべての方向に等しく引っ張られます）、次に、それらのエネルギー密度はバリオンに比べて無視できます（「通常の問題」）。ガス、星、惑星など）、暗黒物質、暗黒エネルギー。実際、それらの相対密度は。しかし、これは必ずしもそうではありませんでした。宇宙が膨張し、新たなスペースが作成されると、物質の密度が小さくなると、どこ1 / A 3、A 、A 1 / A $\{\rho_\mathrm{bar},\rho_\mathrm{DM},\rho_\mathrm{DE},\rho_\mathrm{phot}\}/\rho_\mathrm{total} = \{0.05,0.27,0.68,10^{-4}\}$$1/a^3$$a$宇宙のスケール係数（「サイズ」）です。同じことが光子にも当てはまりますが、さらにそれらはに比例し赤方偏移される、エネルギー密度はとして減少します。つまり、時間を遡ると、エネルギー収支に対する光子の相対的な寄与が増加し、実際には、宇宙が47,000歳になるまで、そのダイナミクスは放射に支配されていました。$a$$1/a^4$

はい、光は引き寄せられます。重力電荷はエネルギーです。まあ、重力はスピン2の力なので、運動量とストレスも実際にはありますが、それらは電流の一般化に類似しています。

一般に、ストレスエネルギーテンソルに寄与するものには何らかの重力効果があり、光にはそれがあり、エネルギー密度と伝播方向の圧力の両方を持ちます。

しかし、その光が宇宙を移動している間、そのエネルギーは他の宇宙には「利用できません」。

結構です。それはまだ魅力的です。しかし、放射能が支配的な時代はビッグバンから約5万年前でしたが、それははるか昔のことです。今日、放射線の重力効果は宇宙論的に無視できます。私たちは物質が支配的な時代と暗黒エネルギーが支配的な時代の間の移行期に住んでいます。

空のすべての星が地球表面のすべての平方センチメートルに到達する光子を送信しているとすると、圧力の量は非常に大きくなるはずです。

任意の表面の光圧は、それに入射する光エネルギー密度に比例します。したがって、夜に空が暗いことを観察することで、この推論の行を直接確認できます。

夜が暗い理由はおそらくそれ自体の疑問に値します（Olbersのパラドックスも参照）が、実際にはかなり小さいことは明らかです。公平を期すために、可視範囲よりも確認する必要がありますが、それでも空はかなり暗いです。したがって、平均して、軽い圧力は非常に小さいです。

私たちは星に近い特権を持っていますが、日中であっても、太陽による軽い圧力はマイクロパスカルのオーダーです。

...宇宙全体に分布する約1.7 * 10 ^ 22の太陽の重力に相当するエネルギーがあるはずです。

そして、これはごく少量です。あなたが今言ったように、これは宇宙の星の総質量の約0.034％に相当します。そしてそれは今度は宇宙の物質の一部を構成しますがそれの一部です。それで、その影響が無視できるほど驚いているのはなぜですか？それは文字通り、宇宙の物質量の測定における不確実性より数千倍少ないです。

移動中に光が重力を引き起こすことは明らかですが、アインシュタインの有名な質量エネルギーの同等性によるものです。（この説明をStackExchangeで比較してください。）

光の引力は、大規模の他の質量には無視できます。星の質量のごく一部だけが、その寿命の間に光に変換されます、そして、普通の物質のほんの一部だけが、これまで星でした。通常の（標準モデル粒子）物質の一部はニュートリノ（ニュートリノと電子はレプトン）で構成されています。バリオン物質は主に水素とビッグバンの直後に形成されたいくつかのヘリウム（核）で構成されています。

星の質量のごく一部は光子で構成されており、星から外に出ています。この旅行には数百万年かかることがあります。

小惑星への光の影響は無視できませんが、重力の力ではありません。主にYORP効果です。ほこりも光の影響を受けます。