철게에 적색편이에 대해서 질문하신 분이 계셔서... <div>생각하다가 문득 의문이 들어서 과게에 다시 질문을 드립니다.</div> <div><br></div> <div>우주적인 적색편이는 우주 공간의 팽창이 원인이라고 알고 있어요.</div> <div>비유적으로 말하자면, 고무 밴드 위에 무늬를 그려놓고 고무줄을 잡아당기면 무늬도 함께 늘어나듯이,</div> <div>공간 자체가 팽창하면서 공간을 지나는 빛의 파장이 길어진다는 겁니다.</div> <div>오랜 시간 우주공간을 날아온 빛은 그만큼 공간팽창의 영향을 많이 받기 때문에</div> <div>멀리 있는 광원에서 날아온 빛일수록 적색편이가 많이 나타나게 되죠.</div> <div><br></div> <div><span style="font-size:9pt;">그런데 적색편이가 일어난다는 것은 빛의 진동수가 낮아진다는 것,</span></div> <div><span style="font-size:9pt;">즉 파동의 에너지가 작아진다는 것을 뜻합니다.</span></div> <div><span style="font-size:9pt;">그런데 빛이 완전한 진공을 지나왔다면, 에너지보존의 법칙에 의해</span></div> <div>에너지가 작아질 수 없습니다.</div> <div><br></div> <div>빛을 파동으로 이해한다면, 도플러효과에 의한 적색편이와 마찬가지로</div> <div>에너지의 밀도 변화라고 이해할 수 있을 것 같습니다.</div> <div><div style="text-align:left;"><img src="http://thimg.todayhumor.co.kr/upfile/201803/15204326624a79224366324afd8e9161ce2f028327__mn218203__w275__h183__f9338__Ym201803.jpg" width="275" height="183" alt="다운로드 (1).jpg" style="border:none;" filesize="9338"></div></div> <div>빛이 지나온 공간이 팽창하면서, 그만큼 빛의 파장이 길어지면서 에너지가 분산된다고 생각할 수 있겠죠.</div> <div><br></div> <div><br></div> <div>하지만 빛은 파동인 동시에 입자의 성질을 가지고 있다고 하죠.</div> <div>파동은 진폭*진동수로 에너지가 계산되지만,</div> <div>빛은 그 특이한 성질로 인해 진폭은 관계없고 광양자의 수와 진동수로 에너지가 계산된다고 알고 있습니다.</div> <div><br></div> <div>그렇다면 한개의 광자가 우주를 가로질러 날아가는 상황을 생각해 봤습니다.</div> <div>이 광자가 진공을 날아가는 동안에도 에너지는 보존되어야 합니다.</div> <div>그러나 동시에 우주의 팽창에 의해 진동수가 감소하고 적색 편이가 발생할 것입니다.</div> <div>광양자의 수는 일정한데 진동수는 감소하므로 에너지는 감소한다고 볼수 있을 듯 합니다.</div> <div>이 한개의 입자에도 밀도라는 개념을 적용시킬 수 있는 걸까요?</div> <div>이를테면 불확정성의 원리에 의해 특정되지 않은 광자 위치의 확률적 분포가 더 넓어진다거나?</div> <div>또는 광자 하나의 길이 자체가 길어진다거나?</div> <div><br></div> <div><span style="font-size:9pt;">만약 우주공간을 지나는 광자의 에너지 역시 보존되는 것이 맞다고 한다면,</span></div> <div>그래서 갓 태어난 광자와 수십억 광년의 공간을 날아오며 적색편이를 거친 광자의 에너지 총량이 일정하다면,</div> <div>광양자의 수와 진동수 이외에 광자의 에너지를 결정짓는 다른 변수가 존재하는 것일까요?</div> <div><br></div> <div>그것도 아니라면, 우주공간의 팽창에 의해 광자는 실제로 에너지를 잃는 것일까요?</div> <div>만약 광자가 에너지를 잃는다고 한다면, 그 에너지는 어디로 샌 걸까요?</div> <div><br></div> <div><br></div> <div>또한 이것은 상상일 뿐입니다만,</div> <div>만약 빛을 가둘수 있는 마법의 거울상자가 존재하고, 빛이 상자 내부의 거울에 닿아서 반사되는 순간에는 어떤 에너지 소실도 발생하지 않는다고</div> <div>가정한다면,</div> <div>이 상자에 빛을 가두어 수십억년이 지나면 이 상자 속에서도 적색 편이는 발생할까요?</div>