¿El desplazamiento hacia el rojo de los fotones de la expansión del Universo viola la conservación del momento?

La relación energía-momento,

mi 2 = metro 2 C 4 + pag 2 C 2 ,

Derivamos el momento de una partícula sin masa:

pag = mi C = h v C

Sin embargo, la expansión del Universo desplaza la luz hacia el rojo. Esto debería disminuir el impulso de los fotones. ¿Adónde iría la cantidad de movimiento para que se mantuviera la conservación de la cantidad de movimiento?

¿Es esta una pregunta diferente a astronomy.stackexchange.com/questions/18613/… ?
@RobJeffries Sí, porque hasta donde yo sé, la conservación de la energía no se cumple en GR. Estoy preguntando por el impulso.
El azul claro se desplaza a medida que cae en supercúmulos, luego se desplaza hacia el rojo un poco menos a medida que sale del pozo de gravedad del cúmulo en constante expansión. Básicamente, la expansión hace que el universo no actúe como un sistema cerrado en cuanto a energía o impulso; pero esto es sólo en escalas extremadamente grandes.

Respuestas (1)

En relatividad, puedes pensar en una sola ley de conservación que une la conservación de la energía y el impulso: la conservación de cuatro impulsos . La energía y el impulso son los componentes cero y primero a tercero del impulso de cuatro, respectivamente. Tales leyes de conservación surgen de la invariancia del Lagrangiano con respecto a una traslación en coordenadas espacio-temporales.

En la Relatividad General, estas leyes de conservación son conceptos locales que (la mayoría de la gente piensa) solo se pueden aplicar en marcos de referencia locales e inerciales (planos). En particular, no se pueden aplicar en espacios-tiempos cambiantes y, por lo tanto, no se pueden aplicar a situaciones que impliquen la expansión del universo.

El segundo párrafo está un poco confuso y da la impresión de que hay una controversia entre expertos, cuando no la hay. El problema no es si el espacio-tiempo está "cambiando" o tiene un vector Killing similar al tiempo. Esa es solo la condición para que las partículas de prueba tengan una energía conservada. La cuestión es si el espacio-tiempo es curvo. (Como tema secundario, que no es relevante aquí, hay una manera de hacer una masa-energía globalmente conservada en el caso de espaciotiempos asintóticamente planos).
¿El desplazamiento hacia el rojo de los fotones de la expansión del Universo viola la conservación del momento?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v