En un universo en expansión, los fotones realmente no pierden energía. Sus cambios son más sutiles que el llamado abandono y dependen del marco.
En primer lugar debes saber que la cantidad de energía depende del sistema de referencia. Por ejemplo, un coche rápido tiene una gran energía cinética, ¿verdad? Sin embargo, si te sientas en un coche que circula paralelo a él en otro carril y lo miras, en comparación con este último, el primero está estacionario, es decir, tomando como referencia el segundo coche, el primero tiene energía cinética. de es 0. ¿Significa esto que el coche ha perdido energía? Aparentemente no.
Un fotón distante sufre un corrimiento cosmológico al rojo en las dos situaciones siguientes. El primero es el corrimiento al rojo Doppler: nos estamos alejando de la galaxia distante que es la fuente de los fotones, lo que significa que la frecuencia con la que podemos observar fotones está disminuyendo gradualmente. La segunda es que hay un retraso en el tiempo gravitacional y un corrimiento gravitacional al rojo: los fotones provienen de una época en la que todo el campo gravitacional era más fuerte, por lo que el tiempo pasará más lento. El fotón se desplazará al rojo en comparación con nuestro período de tiempo más rápido.
En realidad, un fotón no interactúa con nada que le haga ganar o perder energía (si bien es cierto que lo que dije antes se puede reinterpretar como un fotón interactuando con un campo gravitacional en lugar de interpretarlo como un efecto de la geometría espacio-temporal).
La energía fotónica nunca desaparecerá. Esa es una impresión equivocada.
Un fotón es un cuanto en interacción electromagnética.
Este efecto electromagnético es un efecto de conservación del universo entero. El universo en el que vivimos está lleno de energía electromagnética.
A medida que el universo se expande, la longitud de onda de las ondas electromagnéticas también se alarga, definiendo así el "corrimiento al rojo". Pero esta expansión no afecta la "intensidad" de los fotones.
Por eso los fotones se mueven a la velocidad de la luz, lo que significa que no pierden su "efecto energético".
De hecho, las ondas electromagnéticas se propagan a la velocidad de la luz, y los fotones en sí no se propagan en absoluto. Simplemente aparece cuando las ondas electromagnéticas chocan contra un obstáculo y son detectadas por nuestros ojos o equipos técnicos.
Entra en el campo gravitacional del universo en expansión.
De manera similar, si se lanza un cohete desde la Tierra a Plutón, la energía cinética del cohete también se convertirá en energía potencial gravitacional.