光が赤方偏移するとき、光のエネルギーはどこに行きますか？

宇宙の膨張について話すとき、それは光の赤方偏移によって証明できると言われています（ドップラー効果によってこの赤方偏移を得るには光速度よりも高い必要があるので）

私はアマチュアですので、自分が正しいかどうかはわかりませんが、これが私が思うことです。

赤方偏移は、光の波長を増やします。より高い波長=より低い周波数=より少ないエネルギー。

だから、私の仮定が正しい場合、光からのこのエネルギーはどこに行くのでしょうか？そうでない場合、どこで間違った仮定をしましたか？

問題は、エネルギーの保存が一般相対性理論で滑りやすい概念であることです。議論は行き来しますが、ほとんどの人は、エネルギーの保存は局所的な法則にすぎないことを受け入れます-それは局所的な慣性フレームにのみ適用され、宇宙全体に適用することはできません。しかし、膨張する宇宙では、慣性フレームを特定することは非常に難しく、宇宙論的に重要なボリュームを含む慣性フレームを特定することは確かに困難です。

これが意味することは、宇宙の膨張の影響を受けないようにローカルの「ボックス」を十分に小さくすると、エネルギー保存が適用されることです。しかし、もちろんそのようなボックスでは、ボックスは宇宙の膨張の影響を受けず、光子の赤方偏移がないため、光子は同じエネルギーで出入りします。

これに答える1つの方法は、エネルギーの保存が単一の参照フレームに適用されることを意図した法則であると言うことです。参照フレームを変更しても機能することは意図されていません。一般的な相対性理論は、参照フレームを変更するだけでなく、特別な相対性理論でも簡単な質問が表示されるため、これをさらに困難な点にします。光源があなたから遠ざかり、その光源をしばらくオンにしてからオフにすると、その光源から遠ざかるレシーバーは、離れないものよりも少ない総光エネルギーを検出します。これは、光源が完全に検出器に入るビームであっても当てはまります。したがって、検出器が遠ざかり、より少ないエネルギーを検出した場合、失われたエネルギーはどこに行きましたか？

答えは、エネルギーが不足していないことです。検出器は、そのビームに含まれるエネルギーが少なく、保存されているエネルギーがずっと少ないと常に考えていました。エネルギーの保存は、指定された参照フレーム内にあります。弾丸の参照フレームに変更すると、弾丸のエネルギーでさえはるかに少なくなります。