Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

Почему космологическое красное смещение объясняется эффектом Доплера, а не потерей энергии излучения?

Если объяснять красное смещение потерей энергии фотона, прямая пропорциональность расстоянию выглядит логично. 
ФизикаАстрономия+3
Анна Рогова
  ·   · 9,9 K
Копирайтер для B2B. Пишу яркие продающие тексты...  · 9 янв 2023
Потому что это объяснение лучше описывает всю совокупность наблюдений.
Однако формулировка вопроса неточна. В самом обычном классическом эффекте Доплера энергия излучения тоже теряется. И этот эффект используется в технике. Например, в устройствах для лазерного охлаждения атомов. Потому что суть эффекта Доплера заключается в изменении частоты излучения в зависимости от относительного движения источника и приемника. А энергия электромагнитной волны пропорциональна ее частоте. Частота уменьшилась - энергия уменьшилась.
Однако, я так понимаю, Вас смущает именно сам факт изменения частоты. И вот тут есть затык: никакими другими способами фотоны не смогли бы терять энергию так, как это наблюдается в действительности.
Для поглощения энергии фотонов какими-то препятствиями (облаками газа и т.д.) просто не хватит вещества. Это раз. 
Во-вторых, поглощение и переизлучение меняет спектральные линии, чего в реальности не наблюдается. 
В-третьих, если бы дело было в этом, мы бы видели существенную неравномерность космологического красного смещения, в зависимости от того, какие объекты и в каком количестве перекрывают наблюдаемые красно-смещенные галактики. А мы не видим.
В-четвертых, поглощение фотонов разных частот происходит по разному. Т.е. одни частоты фотонов были бы сильнее смещены, чем другие, т.к. там степенная зависимость от частоты. В реальности, красное смещение одинаково во всем спектре. Т.е. один и тот же объект, наблюдаемый в видимом спектре и, скажем, в инфракрасном, смещен одинаково.
В-пятых, пропорциональность вовсе не прямая. Закон Хаббла справедлив только до определенного масштаба. Дальше зависимость становится сложнее в силу ряда причин.
Наконец, в-шестых, космологическое красное смещение - это не единственный факт, свидетельствующий в пользу расширения Вселенной. Есть и другие. 
Например, соответствие поверхностной яркости объектов их наблюдаемому оптическому размеру. Идея в том, что свет от объекта был излучен им давно, когда объект был ближе к нам, а за время пока свет добирался до Земли, объект отодвинулся от нас в силу расширения Вселенной. Поскольку поверхностная яркость обратно пропорциональна квадрату расстояния, то в статичной Вселенной, объекты должны быть ярче, чем наблюдается в реальности - строго обратно пропорционально квадрату расстояния. Но в расширяющейся Вселенной все иначе - расстояние увеличилось, поэтому фотонов с той же оптической поверхности объекта дошло до Земли меньше, чем дошло бы в случае статичной Вселенной. И зависимость там получается уже в четвертой степени от величины красного смещения.
Еще пример: кривые блеска сверхновых. Чем дальше вспыхнула сверхновая, тем сильнее на ее кривой блеска отражается эффект замедления времени, обусловленный космологическим расширением. И это тоже наблюдаемый факт, который никакой потерей энергии не объясняется.
"Вас смущает именно сам факт изменения частоты." Сам факт изменения частоты не смущает. Наблюдение есть наблюдение... Читать дальше
Смущает однозначность толкования
Оно вовсе не так уж однозначно. Среди специалистов есть масса расхождений по самым разным аспектам этой теории. Да и моделей как таковых тоже больше чем одна. Другое дело, что различия там в деталях. Т.е. как ни крути, а расширение все равно нужно вводить. Стационарность никак не прикручивается, хоть ты тресни.
И далеко идущие выводы о бесконечной плотности в "начале". А также вывод о существовании этого "начала".
Такие выводы в основном звучат от представителей научпопа. Бесконечная плотность - это просто иллюстрация границ применимости теории. Условно говоря, можно и в домашних условиях поделить один на ноль и получить бесконечность. Но в школе объясняют, что на ноль делить нельзя, т.е. как раз и задают границы применимости элементарной арифметики. Здесь та же история.
Почему существование поглощающих макрообъектов на пути луча предполагается, а вероятность существования рассеивающих микрочастиц не принимается во внимание?
Каких именно частиц? Нельзя просто так взять и заявить о волшебных частицах, которые каким-то волшебным образом рассеивают свет именно так, как он выглядит в результате космологического красного смещения. У такого предположения должны быть проверяемые следствия. 
К примеру, упомянутая Вами темная материя придумана не на пустом месте, а как раз в результате целого ряда наблюдений. И затем подтверждена другими наблюдениями. Ее статус гораздо менее гипотетичен, чем многие думают.
В случае таких вот волшебных частиц никаких наблюдательных предпосылок нет. Можно с тем же успехом предположить, что лучи  света краснеют, потому что пролетают мимо симпатичных полуобнаженных фей.
там же неизвестно, что именно есть, какие частицы, с какими зарядами. Или известно?
Известно. Во-первых, поглощение, переизлучение или рассеивание все же имеются. Просто в недостаточном объеме и не того характера, которые могли бы объяснить космологическое красное смещение. Анализируя спектральные характеристики, можно понять и состав облаков газа.
Во-вторых, как я уже сказал, просто предположить существование облака, скажем, электронов, которые меняют характеристики пролетающего сквозь него света, нельзя. Нужно дать объяснение, откуда это облако взялось, в результате каких процессов.
С другой стороны, введение каких-то совершенно новых частиц тоже требует объяснения и проверки. Почему они не наблюдались раньше? Почему их характеристики именно такие? Согласуется ли это с ограничениями, накладываемыми Стандартной моделью? Ведь все пути распада и синтеза основных частиц уже описаны и известны. Следовательно, для новых частиц есть не так уж много места, в плане их возможных масс и характеристик. Это как последний кусочек пазла - у него должна быть строго определенная форма, а все остальное просто не подойдет, не влезет в дырку. 
Плюс нужно объяснить всю совокупность наблюдений, а не только красное смещение. Реликтовое излучение? Барионные акустические осцилляции? Изотопный состав? Скажем, в результате каких поглощений и переизлучений всё небо у нас залито микроволновым излучением с изотропной температурой около 3 кельвинов?
Все объекты полагаются абсолютно черными? Но черные объекты были бы ненаблюдаемы. 
Не очень понял, о каких объектах речь. Но абсолютная чернота не предполагает ненаблюдаемости. Солнце, к примеру, прекрасно можно наблюдать невооруженным взглядом, несмотря на то, что у него спектральные характеристики абсолютного черного тела.
Предполагается почему-то некая абсолютно прозрачная пустота на пути луча, полное отсутствие каких бы то ни было переотражений. 
Ничего такого не предполагается. Однако для объяснения наблюдаемых явлений гипотетического "переотражения" от не менее гипотетических частиц попросту недостаточно. Да и едва ли может быть такая структура, наполняющая всю Вселенную настолько равномерно и изотропно, что свет "переотражается" в виде космологического красного смещения именно так, как мы это наблюдаем. И при этом ненаблюдаемая сама по себе вовсе никак, помимо красного смещения. Это весьма натянутое предположение, для которого нет оснований.
Астрономия физика космология квантовая механика...  · 3 янв 2023
Да нет других факторов, которые могли бы так устойчиво повлиять на частоту фотонов в сторону её уменьшения. Межгалактическая среда имеет очень низкую плотность- всего один атом водорода на куб. дм. Отличается неоднородностью... Читать далее
Откуда известно, какие поля? Откуда известно переотражался или не переотражался фотон, попавший в линию "телескоп-г... Читать дальше
Openstack DevOps and IBM/Informix Certified DBA...  · 31 дек 2022
Добавлено 01.01.23 ================== Закон космологического расширения Хаббла был впервые сформулирован Эдвином Хабблом в 1929 году. Хаббл сравнил расстояния до галактик с их красным смещением и обнаружил линейную зависимость... Читать далее
В реальной Вселенной галактики движутся в пространстве (т. е. меняют свою сопутствующую координату χ), а... Читать дальше
По образованию физик, работаю программистом  · 1 янв 2023
Космологическое красное смещение объясняется именно потерей энергии излучения. Двигаясь в расширяющемся пространстве, электромагнитная волна тоже удлинняется. А энергия фотона пропорциональна частоте и обратно пропорциональна... Читать далее
Вывод о расширении "пространства" был  сделан на основе приписывания сдвига частоты эффекту Доплера. Радиальная... Читать дальше
Физфак МГУ Специальная астрофизическая обсерватори...  · 15 янв 2023
Наличие космологического красного смещения было заподозрено практически сразу, после того как начались измерения лучевых скоростей внегалактических объектов, просто по избытку значений с положительными значения этих скоростей. К... Читать далее
Могут ли на фотон оказывать влияние магнитные поля Земли и Солнца? 
Частный крипто-программист  · 17 янв 2023
Потому что красное смещение, это и есть эффект Доплера. А для того чтобы его обьянить, нужно понять почему так происходит. Это все равно что спросить, "Почему гравитация обьснятся притяженим двух тел, а не ускорением свободного... Читать далее
Красное смещение - это снижение частоты. Оно может быть вызвано разными причинами, никак не связанными с движением... Читать дальше
Я знаю, что ничего не знаю  · 10 янв 2023
Долго читал ответы, проникался сложными формулами и разъяснениями, но так и не увидел очевидного ответа - потеря энергии фотоном никак не объясняет фиолетовое(синее) смещение, поэтому это предположение неверно. Можете пинать ногами :)
Страшно, очень страшно Мы не знаем что это такое, если бы знали что это такое, но мы не знаем,   ученые не могут... Читать дальше
Инженер - строитель. Экономист - математик...  · 10 янв 2023
…Почему космологическое красное смещение объясняется эффектом Доплера… Космологическое красное смещение НЕ объясняется эффектом Доплера. Там иной "механизм". Грубо говоря, при эффекте Доплера каждый последующий "гребень" волны... Читать далее
Не соглашусь с тем, что расширяться  может "само пространство". Расширяться может только вещество.  Слово... Читать дальше
Инженер путей сообщения – строитель  · 31 дек 2022
Если объяснять красное смещение потерей энергии, надо ещё объяснить причину этой потери. А допплеровское смещение никаких дополнительных объяснений не требует.
1 эксперт согласени1 эксперт не согласен
Если жестко привязывать термин космологическое красное смещие к эффекту Набла, то этот эффект отличается от релятив... Читать дальше
Красота в глазах смотрящего.  · 17 янв 2023
Синие красные смещения, это фантазии бухих наркоманов фантастов квантовой теории. На практику ни кто не смотрит, корпускулярно волновой дуализм тот же бред. Волна это следствие воздействия на среду энергией.  Волна это не... Читать далее
1 эксперт не согласен
Недостоверный ответ, вводящий в заблуждение.