Куда уходит энергия света, когда она красная?

Говоря о расширении Вселенной, говорят, что это может быть доказано с помощью красного смещения света (поскольку нам потребуется более высокая скорость света, чтобы получить это красное смещение с помощью эффекта Доплера)

Я любитель, поэтому я не уверен, что я прав, но вот что я думаю.

Красное смещение увеличивает длину волны света. более высокая длина волны = более низкая частота = меньше энергии.

Итак, если мои предположения верны, куда уходит эта энергия света? Если нет, то где я сделал неверное предположение?

Проблема заключается в том, что сохранение энергии является скользкой концепцией в общей теории относительности. Есть аргументы назад и вперед, но большинство людей признают, что сохранение энергии - это только локальный закон - оно применяется только к локальной инерциальной системе отсчета и не может быть применено ко всей вселенной. Однако в расширяющейся вселенной очень трудно идентифицировать какие-либо инерциальные структуры и, конечно, не те, которые охватывают космологически значимый объем.

Это означает, что если вы сделаете локальный «ящик» достаточно маленьким, чтобы на него не влияло расширение вселенной, тогда будет применяться сохранение энергии. Но, конечно, в такой коробке фотон будет входить и выходить с той же энергией, потому что коробка не подвержена влиянию расширения вселенной и, следовательно, не будет красного смещения фотона.

Один из способов ответить на это - сказать, что сохранение энергии - это закон, предназначенный для применения в одной системе отсчета - он не предназначен для работы, если вы меняете систему отсчета. Это правда, что общая теория относительности делает это еще более трудным моментом, потому что это не просто изменение систем отсчета, но более простой вопрос возникает даже в специальной теории относительности. Если источник света удаляется от вас, и этот источник включается на некоторое время, а затем выключается, приемники, которые удаляются от этого источника, обнаружат меньше общей световой энергии, чем те, которые не удаляются. Это верно, даже если источником является луч, который целиком попадает в детектор. Таким образом, вы могли бы также спросить, если детектор удаляется и обнаруживает меньше энергии, куда пропала отсутствующая энергия?

Ответ в том, что нет никакой недостающей энергии. Отходящий детектор всегда считал, что в этом луче было меньше энергии, и эта меньшая энергия сохранялась все время. Сохранение энергии находится в пределах данной системы отсчета - даже энергия пули становится намного меньше, если вы перейдете к системе отсчета пули.