Возможный механизм ККС

[Che]

      Уважаемые господа!
   Не так давно уважаемый Kostyrko предложил мне внимательно отнестись к статье Ари Бринйолфссона ( aribrynjolfsson@comcast.net ) "Красное смещение фотонов, пронизывающих горячую плазму", http://arxiv.org/abs/astro-ph/0401420 ,http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0401420v3 .
    Здесь Автор предложил в качестве механизма космологического красного смещения (ККС) рассмотреть результаты взаимодействия фотона с многими электронами области плазмы, через которую этот фотон пролетает, но не последовательное взаимодействие с электронами (тогда это будет эффект Комптона), а взаимодействие фотона со всеми зарядами сразу, фактически, с электромагнитным полем, поддерживающим плазму в статичном состоянии.
   Для этого Автор разработал теорию Плазменного красного смещения (ПКС) Расчеты, проведенные Автором для различных видов плазмы в рамках теории ПКС, показывают достаточное совпадение с имеющимися наблюдениями, в частности, для солнечной короны и для Галактической плазмы. Поэтому следует ожидать, что, по крайней мере, часть ККС объясняется ПКС, и для объяснения всего эффекта ККС требуется определённая концентрация электронов в межгалактическом пространстве. 
   
   На данный момент (2011-08-22) я перевел 4 раздела этой статьи, и сформулировал несколько вопросов, которые уже можно обсуждать:
1.   О сути эффекта ПКС.
2.   О существовании эффекта ПКС.
3.   Почему в эффекте ПКС отсутствует рассеяние.
4.   От чего зависит эффект ПКС.

   Для затравки обсуждения вот две цитаты и вопросы к ним.
 
   Первое замечание: Предложено совершенно другое взаимодействие фотонов с элементарными частицами плазмы.
 [/i]  "Теория плазменного красного смещения (ПКС), которая выведена в этой статье, отличается от всех упомянутых выше процессов. Это примерно взаимодействие одного падающего фотона с очень многими электронами в плазме. Раньше с теорией для такого рассеяния никогда не имели дело. Плазменное красное смещение связывают с "двойным и множественным Комптоновским рассеянием", но оно отличается от этих процессов, потому что это - новый процесс множественного рассеяния на очень большом числе электронов (не на единственном электроне, как в двойном и множественном Комптоновском рассеянии). Будучи некогерентным, оно не связано с рассеянием Рамана, или некогерентным рассеянием на частоте плазмы. Плазменное красное смещение может обычно выводиться, используя классические методы физики, но для вывода соответствующего декремента затухания требуется квантовая механика. Если бы использовался декремент затухания классической физики, то поперечное сечение было бы нулевым." [/i]  [0401420v3, Введение ].
   Как может фотон взаимодействовать со всеми фотонами плазмы? Реально – никак. [изменено 2011.08.27]
   Как может фотон при ПКС взаимодействовать со всеми электронами плазмы? Реально – только через поле. Поэтому, фактически Автор говорит о взаимодействии фотонов с электромагнитным полем плазмы.
   Существует ли такое взаимодействие? Конечно. Пример такого взаимодействия мы наблюдаем при отражении света от границы сред. 

   Второе замечание: Получаемое в плазме красное смещение зависит от частоты.
" Обозначение Lambda_0.5 означает, что красное смещение составляет 50 % своего максимального значения. Более короткие длины волны будут смещены больше, чем на 50%, и более длинные – меньше, чем на 50 %. Более детализированная оценка получается при использовании уравнения (18)… Поэтому мы имеем, что коротковолновой свет имеет немного большее плазменное красное смещение, чем свет длинноволновой. "  [0401420v3, раздел 5.1.].
   К тому же, для собственной частоты плазмы существует пик взаимодействия со светом - "резонанс".

   Можете присылать замечания по переводу и по смыслу статьи.
   Давайте вместе разбираться с этой статьей.

 С уважением,
    Александр Чепик

[Kostyrko]

Вот список работ по развитию теории: http://arxiv.org/find/astro-ph/1/au:+Brynjolfsson_A/0/1/0/all/0/1
Публикации автора ограничены 2006 годом. Всё уже сказано или теория «не состоялась»?

[Che]

Сказанного явно недостаточно - вывод об отсутствии расширения пространства потребует отказа от теории относительности и многих других перемен.
Боюсь, что  теория не состоялась из-за зависимости ПКС от частоты.
Но лучше всего спросить самого Ary.

[Kostyrko]

Цитата Che: «Предложено совершенно другое взаимодействие фотонов с элементарными частицами плазмы».

Вопрос взаимодействия электронов и излучения в разреженной плазме не является откровением и изложен, например, у Зельдовича и Новикова (1975, стр. 231 и далее).
Рассмотрены процессы нагрева плазмы низкочастотным излучением и процессы остывания плазмы. Не рассматриваются возникновение красного смещения и влияние магнитных полей.

Цитата Che: «Получаемое в плазме красное смещение зависит от частоты…».

В том месте рассматриваются особенности для солнечной короны.

Цитата Che: «…вывод об отсутствии расширения пространства потребует отказа от теории относительности…»

Это Ваше мнение? В статье такого, вроде, нет.

[VladTK]

Что-то pdf не открывается. Лучше, конечно, давать ссылку не на pdf, а на абстракт http://arxiv.org/abs/astro-ph/0401420

[Che]

Цитата Che: «Предложено совершенно другое взаимодействие фотонов с элементарными частицами плазмы».

Вопрос взаимодействия электронов и излучения в разреженной плазме не является откровением и изложен, например, у Зельдовича и Новикова (1975, стр. 231 и далее).
Рассмотрены процессы нагрева плазмы низкочастотным излучением и процессы остывания плазмы. Не рассматриваются возникновение красного смещения и влияние магнитных полей.

Согласен, поэтому для ККС - это другое взаимодействие. И ещё оно другое с точки зрения рассеяния - здесь процент рассеяния меньше процента потерь энергии фотоном. И наверно здесь возможен волновой подход.

Цитата Che: «Получаемое в плазме красное смещение зависит от частоты…».

В том месте рассматриваются особенности для солнечной короны.

Но формулы в межгалактической плазме те же, значит, и зависимость остаётся, может быть, не столь явно выраженная.
Впрочем, подождите до перевода остальной части.

Цитата Che: «…вывод об отсутствии расширения пространства потребует отказа от теории относительности…»

Это Ваше мнение? В статье такого, вроде, нет.

Вы спросили :"Всё уже сказано?", я ответил, что "Сказанного явно недостаточно" (это означает, что в статье этого нет), что ещё нужно будет  сказать об отсутствии ТО.

[Che]

Что-то pdf не открывается. Лучше, конечно, давать ссылку не на pdf, а на абстракт http://arxiv.org/abs/astro-ph/0401420

добавил ссылку на  Абстракт.

[Che]

Публикации автора ограничены 2006 годом. Всё уже сказано или теория «не состоялась»?

На вопрос :" May I ask you, is there a development of your theory and what arguments are put forward against it?" Ari Brynjolfsson сегодня ответил :"I have failed to find any valid objection to my theory",  - он не нашёл значимого применения возражения [исправлено 26.08.2011 15:19] своей теории.
Я отвечу ему, что если в рамках его теории рассчитать формулу поглотимости и дисперсии света, то на этой основе можно построить  космологию Статического пространства, к выводу о существовании которого он пришёл.

[Дмитрий Вибе]

Ari Brynjolfsson сегодня ответил, что он не нашёл значимого применения своей теории. "I have failed to find any valid objection to my theory".

objection = возражение

[Che]

objection = возражение

Спасибо, исправил.

[Che]

Уважаемый Kostyrko!
Я разместил в Сети большую часть перевода статьи Эри Бринйолфссона, а также свои замечания : http://redshift0.narod.ru/Rus/Stationary/References/Brynjolfsson_2004_abs.htm Можно продолжить обсуждение.

Часть замечаний я направил автору статьи Эри Бринйолфссону, на некоторые из них получил ответ.
С уважением,
 Александр Чепик

[lapay]

"Теория плазменного красного смещения (ПКС), которая выведена в этой статье, отличается от всех упомянутых выше процессов. Это примерно взаимодействие одного падающего фотона с очень многими электронами в плазме. Раньше с теорией для такого рассеяния никогда не имели дело. Плазменное красное смещение связывают с "двойным и множественным Комптоновским рассеянием", но оно отличается от этих процессов, потому что это - новый процесс множественного рассеяния на очень большом числе электронов (не на единственном электроне, как в двойном и множественном Комптоновском рассеянии). Будучи некогерентным, оно не связано с рассеянием Рамана, или некогерентным рассеянием на частоте плазмы. Плазменное красное смещение может обычно выводиться, используя классические методы физики, но для вывода соответствующего декремента затухания требуется квантовая механика. Если бы использовался декремент затухания классической физики, то поперечное сечение было бы нулевым."

Если фотон взаимодействует со многими электронами плазмы, то изменение частоты фотона происходит за счёт изменения средней скорости электронов плазмы. Такой эффект давно применяется для сжатия замороженной термоядерной мишени лазерными лучами. Для изотропного излучения такой эффект отсутствует, так как нет направления, в котором будет смещаться плазма. Для объяснения ККС этот эффект не годится.

[Che]

Если фотон взаимодействует со многими электронами плазмы, то изменение частоты фотона происходит за счёт изменения средней скорости электронов плазмы. Такой эффект давно применяется для сжатия замороженной термоядерной мишени лазерными лучами. Для изотропного излучения такой эффект отсутствует, так как нет направления, в котором будет смещаться плазма. Для объяснения ККС этот эффект не годится.

А разве для сжатия мишени лазерными лучами используется не множественное Комптоновское рассеяние в смысле обратного Комптон-эффекта?
К тому же в мишени огромная плотность плазмы! Естественно, что рассматриваемый Вами пример не годится для объяснения ККС.
А в статье речь идёт о создании ККС в межгалактической редкой горячей плазме. И направленное движение плазмы здесь не существенно, оно дает очень малый вклад в температуру плазмы.

[lapay]

А разве для сжатия мишени лазерными лучами используется не множественное Комптоновское рассеяние в смысле обратного Комптон-эффекта?

Нет, там используется изменение импульса фотонов в среде с плавным изменением показателя преломления.

К тому же в мишени огромная плотность плазмы! Естественно, что рассматриваемый Вами пример не годится для объяснения ККС.
А в статье речь идёт о создании ККС в межгалактической редкой горячей плазме. И направленное движение плазмы здесь не существенно, оно дает очень малый вклад в температуру плазмы.

Дело не в плотности плазмы, а в том, куда она будет двигаться, взаимодействуя с фотонами. В изотропном излучении она никуда не движется, поэтому с ними и не взаимодействует - частота фотонов не меняется.

[Che]

А разве для сжатия мишени лазерными лучами используется не множественное Комптоновское рассеяние в смысле обратного Комптон-эффекта?

Нет, там используется изменение импульса фотонов в среде с плавным изменением показателя преломления.

А импульс фотонов +p там меняется до почти –p ?

К тому же в мишени огромная плотность плазмы! Естественно, что рассматриваемый Вами пример не годится для объяснения ККС.
А в статье речь идёт о создании ККС в межгалактической редкой горячей плазме. И направленное движение плазмы здесь не существенно, оно дает очень малый вклад в температуру плазмы.

Дело не в плотности плазмы, а в том, куда она будет двигаться, взаимодействуя с фотонами. В изотропном излучении она никуда не движется, поэтому с ними и не взаимодействует - частота фотонов не меняется.

А разве плазма при изотропном или не изотропном облучении не нагревается? Еще как нагревается, поэтому фотоны ей свою энергию не могут не отдать. И значительная часть падающих фотонов в той плазме остается. Остальные фотоны пролетят через плазму, но при этом рассеются. А у тех, что не рассеются, изменение энергии наши приборы не фиксируют, слишком это изменение малое.
 Таким образом, в рассматриваемом случае работает точно не эффект ПКС, а Комптон-эффект.

[j.kepler.ii]

А разве плазма при изотропном или не изотропном облучении не нагревается? Еще как нагревается, поэтому фотоны ей свою энергию не могут не отдать. И значительная часть падающих фотонов в той плазме остается. Остальные фотоны пролетят через плазму, но при этом рассеются. А у тех, что не рассеются, изменение энергии наши приборы не фиксируют, слишком это изменение малое.
 Таким образом, в рассматриваемом случае работает точно не эффект ПКС, а Комптон-эффект.

Возможно я заблуждаюсь, но Ваше рассмотрение навеяло мне иллюзорную картину ассоциированную с зонной теорией коллективного поведения квантового ансамбля частиц в полупроводниках. Естественно, что в этой  ассоциативной картине эквивалентом движению зарядов являются многочисленные переизлучения внутри ("коллектива") облака плазмы с измененной частотой(!!! нелинейные преобразования) потока электромагнитного поля, движущегося сквозь плазму и теряющего энергию на ее нагрев.

[lapay]

А импульс фотонов +p там меняется до почти –p ?

Там сложнее - показатель преломления в той плазме гораздо меньше единицы, и не сами фотоны создают импульс сжатия, а внешняя оболочка мишени расширяется, под действием э-м поля фотонов, а внутренняя сжимается.

А разве плазма при изотропном или не изотропном облучении не нагревается? Еще как нагревается, поэтому фотоны ей свою энергию не могут не отдать. И значительная часть падающих фотонов в той плазме остается. Остальные фотоны пролетят через плазму, но при этом рассеются. А у тех, что не рассеются, изменение энергии наши приборы не фиксируют, слишком это изменение малое.
 Таким образом, в рассматриваемом случае работает точно не эффект ПКС, а Комптон-эффект.

Причём здесь нагревание плазмы? Нагревание происходит за счёт поглощения фотонов, а не за счёт изменения их частоты. Так как для объяснения ККС индивидуальное рассеивание электрон-фотон (в виде эффекта Комптона) не годится, Вы пытаетесь использовать коллективные взаимодействия одного фотона с многими электронами. Только не учитываете, что для изотропного излучения этого взаимодействия нет и не может быть, так как нет того выделенного направления, куда бы "рассеивалась" плазма. Ведь электрон, после столкновения изменяет свою энергию, куда-то рассеивается, а плазма остаётся неподвижной в изотропном излучении.
Понятно?

[j.kepler.ii]

А импульс фотонов +p там меняется до почти –p ?

Там сложнее - показатель преломления в той плазме гораздо меньше единицы, и не сами фотоны создают импульс сжатия, а внешняя оболочка мишени расширяется, под действием э-м поля фотонов, а внутренняя сжимается.

А разве плазма при изотропном или не изотропном облучении не нагревается? Еще как нагревается, поэтому фотоны ей свою энергию не могут не отдать. И значительная часть падающих фотонов в той плазме остается. Остальные фотоны пролетят через плазму, но при этом рассеются. А у тех, что не рассеются, изменение энергии наши приборы не фиксируют, слишком это изменение малое.
 Таким образом, в рассматриваемом случае работает точно не эффект ПКС, а Комптон-эффект.

Причём здесь нагревание плазмы? Нагревание происходит за счёт поглощения фотонов, а не за счёт изменения их частоты. Так как для объяснения ККС индивидуальное рассеивание электрон-фотон (в виде эффекта Комптона) не годится, Вы пытаетесь использовать коллективные взаимодействия одного фотона с многими электронами. Только не учитываете, что для изотропного излучения этого взаимодействия нет и не может быть, так как нет того выделенного направления, куда бы "рассеивалась" плазма. Ведь электрон, после столкновения изменяет свою энергию, куда-то рассеивается, а плазма остаётся неподвижной в изотропном излучении.
Понятно?

Вот, отнюдь, и не понятно. 

Электромагнитное излучение со всех направлений проходит через облако. В каждом элементарном акте "рассеивания"  электромагнитного излучения в плазме пунктуально выполняются законы сохранения и если есть анизотропия в излучении, то ЦМ системы смещается.

А если нет анизотропии в излучении, то мгновенный ЦМ системы в момент акта "рассеивания" имеет случайные смещения относительно неподвижной точки истинного ЦМ системы. Причем среднеквадратичное значение величины случайного смещения в момент акта "рассеивания" относительно неподвижной точки истинного ЦМ системы равно нулю при усреднении по времени. Это следствие изотропии излучения.

Ну получается, что Вы, построили ошибочную модель. 

А нагревание плазмы является следствием "лучистого трения"... при прохождении электромагнитного излучения со всех  направлений  через облако

[j.kepler.ii]

Причём здесь нагревание плазмы? Нагревание происходит за счёт поглощения фотонов, а не за счёт изменения их частоты.

Ну уж и нет. Нагревание происходит за счёт неупругого рассеивания - с чего это Вы взяли, что  рассеивание носит абсолютно упругий характер или абсолютно неупругий характер?

При неупругом рассеивании, как раз только некоторая часть энергии излучения переходит в тепловое движение плазмы, а переизлучённая часть энергии излучения изменяет частоту, как совсем уж нетрудно понять, в сторону понижения... , другой исход запрещен законами сохранения.

[lapay]

А если нет анизотропии в излучении, то мгновенный ЦМ системы в момент акта "рассеивания" имеет случайные смещения относительно неподвижной точки истинного ЦМ системы. Причем среднеквадратичное значение величины случайного смещения в момент акта "рассеивания" относительно неподвижной точки истинного ЦМ системы равно нулю при усреднении по времени. Это следствие изотропии излучения.
Ну получается, что Вы, построили ошибочную модель. 

Это не моя модель. а Ваша, и ошибка в ней в том, что Вы предполагаете мгновенное, изменение энергии плазмы и фотона. Только не учитываете, что это невозможно, так как нарушает соотношение неопределённостей. Мы рассматриваем не рассеивание солнечных лучей в плазме солнечной короны (а там тоже нет мгновенных процессов, как и нигде в природе), а возможный механизм ККС. При ККС удельная ширина линий не меняется, поэтому время взаимодействия фотонов и плазмы должно быть большим, в следствии чего правильной есть моя модель, а не Ваша.

Ну уж и нет. Нагревание происходит за счёт неупругого рассеивания - с чего это Вы взяли, что  рассеивание носит абсолютно упругий характер или абсолютно неупругий характер?

Да потому что фотон рассеивается на большом количестве электронов, на всей плазме, это не одиночный эффект Комптона.

При неупругом рассеивании, как раз только некоторая часть энергии излучения переходит в тепловое движение плазмы, а переизлучённая часть энергии излучения изменяет частоту, как совсем уж нетрудно понять, в сторону понижения... , другой исход запрещен законами сохранения.

Возьмите зеркальный шарик (плазму) и облучите его со всех сторон лучами. Он будет неподвижен, и лучи, отражённые от шара, не изменят частоту. Теперь облучите шар направленным лучом. Шарик начнёт двигаться, а отражённые лучи уменьшать частоту.
Ещё непонятно?