In che modo la gravità influenza la lunghezza d'onda della luce?

Se, ipoteticamente, io e la mia torcia a razzo cadessimo dritti verso il centro di un buco nero. La torcia è a pochi chilometri dietro di me nei nostri viaggi verso il centro del buco nero, ma dal momento che è alimentato da un razzo, riesce a mantenere la distanza esatta per me per un po '.

Il punto è; La distanza tra me e la mia torcia è costante finché la osservo.

I fotoni provenienti dalla torcia non sarebbero ovviamente alimentati a razzo - e sarebbero influenzati dalla gravità dei buchi neri.

La luce che vedo dalla torcia sarebbe spostata verso il rosso o il blu, anche se la distanza tra me e la mia cara torcia viene mantenuta?

Se è così; cambiando le posizioni di me e della mia torcia, cambierebbe il colore che osserverei?

Se spegniamo il razzo sulla torcia, suppongo che sarebbe spostato verso il rosso indipendentemente da quale fosse più vicino alla singolarità, e la grandezza del redshift sembrerebbe accelerare?

gravity redshift

— frodeborli
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Una risposta parziale: minore è il potenziale gravitazionale più lenti sono gli orologi, vedere Dilatazione del tempo gravitazionale . Ciò significa che, fintanto che la tua torcia è dietro di te a distanza costante, ti appare spostata in blu. Con i ruoli scambiati (luce sotto di te a distanza costante) appare spostato in rosso. Dall'eterogeneità del campo gravitazionale lo spostamento cresce con il tempo, mentre cade a distanza costante.

Questo è chiamato spostamento di Einstein, che non è lo stesso dell'effetto doppler. L'effetto doppler è causato da una velocità degli oggetti rispetto all'osservatore.

— Gerald
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Per chiarire la mia comprensione della tua risposta. Ci sono due fattori che influenzano la quantità di spostamento verso il rosso; la velocità di clock all'osservatore - un clock più veloce rispetto alla sorgente significa blueshift e viceversa, e il redshift gravitazionale. A causa della forte pendenza della gravitazione che cresce in modo esponenziale, sospettavo che avremmo visto un cambiamento ancora maggiore di quello che è giustificato dalla dilatazione del tempo gravitazionale da solo?

— frodeborli,

Un clock più veloce (a causa del potenziale più elevato) dell'osservatore rispetto alla sorgente significa spostamento verso il rosso. La quantità di spostamento dipende dalla differenza del potenziale gravitazionale. Poiché questa differenza è maggiore quando si avvicina alla singolarità per oggetti a distanza fissa, lo spostamento aumenta mentre cade.

— Gerald

Grazie Gerald. E se sia la torcia che l'osservatore funzionassero allo stesso orologio, mentre erano ancora a varie distanze dal buco nero, non ci sarebbe alcun cambiamento di colore? (Ad esempio se la torcia stessa era molto pesante)

— frodeborli

Se la torcia è esattamente così pesante da produrre lo stesso potenziale gravitazionale nella posizione dell'osservatore, non ci sarebbe un cambio di rete e gli orologi funzionerebbero sincroni.

— Gerald

Ma la luce stessa è influenzata anche da quella frequenza di clock? Quindi essere vicino a un buco nero supermassiccio, come quello al centro della nostra galassia, farebbe spostare tutta la luce proveniente da fonti più lontane? "The Great Attractor" è forse una tale fonte?

— frodeborli,