Системное красное смещение в спектрах отдаленных объектов пространства результат взаимодействия фотонов между собой. В 1886 году английский астроном Вильям Хаггинс, обнаружил, что длины волн звездного света, то есть излучения звезд нашей Галактики, несколько сдвинуты по сравнению с земными спектрами тех же элементов! Галактика не расширяется, а спектральные линии химических элементов тем не менее, сдвинуты в красную сторону по сравнению с такими же линиями этих же элементов на Земле. То есть энергии фотонов систематически уменьшаются при их движении от звезд нашей Галактики к нам.
Это можно объяснить взаимодействием фотонов с фотонами, но взаимодействуют отнюдь не встречные фотоны. Встречные и поперечно движущиеся фотоны абсолютно проницаемы для других фотонов, ибо их эффективное сечение взаимодействия нулевое. Но энергичные фотоны догоняют в своем движении фотоны низкой энергии такого же направления движения. При этом, находясь довольно длительное время в одной и той же точке пространства, как-то частично обмениваются энергией и материалом, из которого состоят. Такие события видимо сравнительно редки, именно поэтому нужны очень большие расстояния чтобы выявился эффект системного красного смещения.
То, что скорости фотонов разных энергий несколько отличаются, показывают вспышки сверхновых типа Ia, известные и в нашей галактике и в самых отдаленных галактиках. Эти вспышки длятся в нашей галактике порядка двух недель, а в более далёких галактиках растянуты во времени и эта растяжка пропорциональна красному смещению этих галактик, в свою очередь пропорциональному удаленности этих галактик. Вспышка сверхновой в галактике с красным смещением 0,5 наблюдается три недели, а в галактике с красным смещением 1,0 длится один месяц.
Механизм красного смещения легко смоделировать в оптоволокне. Для экспериментов по взаимодействию фотонов и получению эффекта красного смещения в лаборатории нужны:
Инфракрасные и ультрафиолетовые фотоны вводятся в оптоволокно сбоку в конце оптоволокна удаленном от экрана и выводятся на экран через призму. Для контроля нужно вводить фотоны встречного направления в конце оптоволокна находящемся рядом с экраном. Если лазеры посылают фотоны на экран отдельно, то на экране получаются точки соответствующего цвета. Такая же картина наблюдалась при одновременной работе лазеров, но со встречном движении фотонов.
А вот когда лазеры одновременно посылают фотоны в направлении экрана, то появляется очень слабая спектральная картина, что указывает на соединение в пути инфракрасных фотонов с ультрафиолетовыми и появлением фотонов промежуточных энергий.
Об этом так же здесь