Kun avaruusalus kiitää poispäin meistä sen valo punasiirtyy. Kuitenkin tiedämme että punaisella valolla on vähemmän energiaa kuin sinisemmällä. Mihin tämän valon energia katoaa?
Kysymys Doppler-ilmiöstä
sogifsihsht
5168
0Äänestä
Muut lukivat myös
Odottaa vastausta
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Vastaukset 5
Vanhimmat
Mieti energiaperiaatteella, niin huomaat, että jos valon energiataso pysyisi samana avaruusaluksen kiihdyttäessä, tämä rikkoisi luonnonlakeja vastaan energian syntyessä tyhjästä.
Siis: sen vakion valomäärän täytyy aluksen kiihdyttäessä "venyä" pitemmälle matkalle, joten säteilyn aallonpituus kasvaa energiatiheyden laskiessa ja valon spektri siirtyy punaisen suuntaan.
Ei tuo kyllä käy jräkeen. Sinisiirtymässä on kompensoimassa se, että maahan alkaa tulla valoa viiveellä siitä kun sinisiirtyvä kappale lähtee tulemaan meitä kohti, sekä se, että säteilypaine tekee työtä maan ja kappaleen välillä... Mutta mikä/mitkä tekijät kompensoivat vastaavasti punasiirtyvän kappaleen lähettämän säteilyn energian hukkumista?
Mieti mitä mitä tapahtuu avaruusaluksen energialle ja liikemäärälle kun se lähettää liikesuuntaansa eli eteenpäin valokvantin. Kun liikemäärä säilyy niin fotonin lähtösuunta määrää sen, mihin suuntaan avaruusalus saa pienen potkaisun fotonin lähdön tapahtuessa. Energian säilyminen taas kertoo, että fotonin ja avaruusaluksen yhteenlaskettu energia pysyy vakiona. Fotonilla ei ole massaa, joten sen energian muutokset näkyvät sen aallonpituuden muutoksina.
Eteenpäin lähtevä fotoni potkaisee avaruusalusta liikesuuntaan nähden vastaiseen suuntaan eli hidastaa alusta siksi, että liikemäärä säilyy. Kun energia säilyy ja avaruusalus kulkee nyt hieman hitaammin niin fotonin on vastaavasti saatava enemmän energiaa josta sinisiirtymä. Taaksepäin lähtevä fotoni potkaisee avaruusalusta sen etenemissuuntaan eli nopeuttaa sen liikettä eli alukselle tulee enemmän liike-energiaa. Siksi fotonille tulee vähemmän energiaa eli punasiirtymä.
Eihän punasiirtymä tarkoita sitä että valon väri muuttuu (?) vaan sitä että spektriviivat ovat siirtyneet normaaleilta paikoilta kohti spektrin punaista päätä ja mitä vauhdikkaammin havaintolaitteen ja havaittavan kohteen välimatka kasvaa sitä enemmän viivat ovat siirtyneet. Tästä taas voidaan laskea tuo loittonemisnopeus olettaen että viivojen siirtyminen ei johdu jostain muusta syystä kuin välimatkan kasvusta.
https://tieku.fi/maailmankaikkeus/avaruuden-laajeneminen
Punasiirtymä tarkoittaa nimenomaan sitä, että valon aallonpituus kasvaa ja havaittu väri muuttuu punaisemmaksi. Kun spektriviiva siirtyy niin silloin tuota spektriviivaa vastaavan valon aallonpituus muuttuu. Eli kyllä, punasiirtymä tarkoittaa sitä että valon väri muuttuu.
Avaruuden taustasäteily on alun perin 4000 asteen lämpötilassa lämpösäteilyä lähettäneen plasman valkoista valoa, joka ensin punertui infrapunaiseksi ja sitten aikaa myöten avaruuden laajenemisen myötä lopulta punasiirtyi pitkäaaltoisesta infrapunasta mikroaaltoalueen radioaalloiksi asti eli aallonpituus venyi yli tuhatkertaiseksi.