Kan lys eldes?

[SeaLion]

Utfra den generelle relativitetsteorien kan vi slutte at kun lys (og gravitasjon) kan bevege seg i lysets hastighet c i vakuum, da det å akselere selv et enkelt atom opp til lyshastigheten c ville kreve en uendelig mengde energi, altså mer energi enn det som finnes i universet. Fotonene har null i hvilemasse, derfor kan de bevege seg i lystigheten c i vakuum. Og det gjør de.

Den samme teorien tilsier også at tiden bremses i gravitasjonsfelt, i sterke gravitasjonsfelt som i svarte hull blir tiden bremset så mye at den i praksis stopper opp.

Det samme vil skje med et atom som akseleres opp til lyshastigheten (hvis det var mulig), den tilførte energien ville gjort atomet uendelig massivt og dette ville bremset tiden lokalt slik at tiden i dette atomet ville stoppet opp.

Men gjelder dette også fotonene? Stopper tiden også for de? Hvis vi kunne målt fra fotonenes posisjoner i rommet, ville vi observert at et foton oppstod ett sted og traff et annet sted kanskje mange millioner lysår unna i det samme øyeblikket? Altså i det samme øyblikket målt fra fotonet, selv om ferden målt fra jorda hadde tatt like mange år som avstanden målt i lysår?

Kan fotonene "eldes" på veien fra lyskilden til treffpunktet?

[-trygve]

Beskrivelsen din er grei, men hvordan skal "eldes" tolkes?

[SeaLion]

Sagt på en annen måte: eksisterer tid for fotoner? Fra fotonenes "synspunkt", tar det tid for de å ferdes fra punkt A til punkt B, eller er dette samme øyeblikket for dem uansett avstand? Sagt på en tredje måte: krummer fotoner romtiden?

[Heradon]

Fotoner har ikke noe forhold til tid. Fotoner kan heller ikke krumme romtiden, da den har ingen masse. Fotoner vil gå i det uendelig i samme retning med mindre den møter hindrer.

Endret 23. januar 2020 av Heradon

[G]

Når han spør spørsmålet sånn, så lurer jeg på hva som skjer med fotonene som svelges av svarte hull? Vet at de bare går beine veien inn i hullet, da rommet krummes inn der. Men, skjer det noe i kvanteverdenen som anhilerer mot fotonene?

Det er vel uansett gravitasjonen som er driveren for at svarte hull kan skje, og fotonene følger bare skjebnen sin.

[-trygve]

SeaLion skrev (1 time siden):

Sagt på en annen måte: eksisterer tid for fotoner? Fra fotonenes "synspunkt", tar det tid for de å ferdes fra punkt A til punkt B, eller er dette samme øyeblikket for dem uansett avstand? Sagt på en tredje måte: krummer fotoner romtiden?

Jeg tror ikke det siste spørsmålet er det samme som de to første.

[Taurean]

Mener å huske at selv fotoner går i oppløsning når universet blir gammelt nok, alt blir så strukket at selv de minste av partikler går i oppløsning. Dét er dog den gående teorien såvidt jeg husker.

[Professor Balthazar]

Lyset vil ha en viss avbøyning i et gravitasjonsfelt (måles i buesekunder). Dette er en effekt som blant annet brukes til å måle hvor raskt universet utvider seg. En lysstråle vil også gå langsommere langt nede i et gravitasjonsfelt, noe som vil kunne gi en tidsforsinkelse. I tillegg har du gravitasjonell frekvensforskyvning og tidsmessig avbøyning av lys. Så ja, lys kan tape sin kvalitet og således eldes.

[SeaLion]

-trygve skrev (33 minutter siden):

Jeg tror ikke det siste spørsmålet er det samme som de to første.

Det var egentlig tenkt som innledning til oppfølgerspørsmålet: kan det tenkes at fotoner med veldig høy frekvens og dermed veldig høy energi, f.eks fotoner bortenfor gammastråling, faktisk kan krumme romtiden? Funderingen min går da på at energi og masse på en måte er to sider av samme sak. Hvis som at: kan det tenkes at slike ekstremt energirike fotoner faktisk være delforklaring til mørk materie?

Sånt tenker jeg på av og til ...

[-trygve]

SeaLion skrev (23 minutter siden):

Hvis som at: kan det tenkes at slike ekstremt energirike fotoner faktisk være delforklaring til mørk materie?

Mørk materie kan godt bestå av flere komponenter, men fotoner kan ikke utgjøre det største bidraget - og antakelig ikke noe stort bidrag i det hele tatt. Mørk materie danner gravitasjonelt bundne strukturer, og det gjør ikke fotoner selv om de riktignok blir påvirket av gravitasjon.

[Flin]

Einsteins feltligninger beskriver hvordan romtiden bøyes, i disse ligningene er det stress-energitensoren som er viktig. Massetetthet er bare en del av den tensoren, energitetthet inngår også. Det vil vil si at en hver form for energi medfører krumning av tidrommet. Det vil si at masseløse partikler kan krummet rommet. Fotoner bidrar til rommets bøyning.

Problemet med masseløse partikler er at det er litt vanskelig å definere oppfattet tid for de. Det har med å gjøre at fotoner beveger seg med lyshastigheten i alle referanse-systemer og det derfor ikke finnes en referanse-system der de er i ro. Matematikken og logikken er litt innviklet,  men det er skrevet masse om temaet. Man man kanskje begynne her https://physics.stackexchange.com/questions/27794/is-a-photon-fixed-in-spacetime. 

Fotoner kan ikke være mørk materie og grunnen er som -trygve sier at de ikke kan vil være i stand til å danne de strukturene vi vet at mørk materie inngår i.

[SeaLion]

Glimrende svar, gutter! Da slipper jeg å undres på noe og kan undres over noe annet i stedet. ?