Un desplazamiento hacia el azul es cualquier disminución en la longitud de onda (aumento de energía ), con el correspondiente aumento de frecuencia, de una onda electromagnética ; el efecto opuesto se denomina corrimiento al rojo . En luz visible , esto cambia el color del extremo rojo del espectro al extremo azul.
Desplazamiento al azul Doppler
El desplazamiento hacia el azul Doppler es causado por el movimiento de una fuente hacia el observador. El término se aplica a cualquier disminución de la longitud de onda y aumento de la frecuencia provocados por el movimiento relativo, incluso fuera del espectro visible . Solo los objetos que se mueven a velocidades casi relativistas hacia el observador son notablemente más azules a simple vista , pero la longitud de onda de cualquier fotón reflejado o emitido u otra partícula se acorta en la dirección del viaje. [1]
El desplazamiento hacia el azul Doppler se utiliza en astronomía para determinar el movimiento relativo:
- La galaxia de Andrómeda se está moviendo hacia nuestra propia Vía Láctea, galaxia dentro del grupo local ; por lo tanto, cuando se observa desde la Tierra, su luz está sufriendo un corrimiento hacia el azul.
- Los componentes de un sistema estelar binario se desplazarán al azul cuando se muevan hacia la Tierra
- Al observar las galaxias espirales, el lado que gira hacia nosotros tendrá un ligero desplazamiento hacia el azul en relación con el lado que gira en dirección opuesta a nosotros (ver relación Tully-Fisher ).
- Se sabe que los blazares impulsan chorros relativistas hacia nosotros, emitiendo radiación de sincrotrón y bremsstrahlung que parece desplazado al azul.
- Las estrellas cercanas, como Barnard's Star, se mueven hacia nosotros, lo que resulta en un desplazamiento hacia el azul muy pequeño.
- El corrimiento al azul Doppler de objetos distantes con una z alta se puede restar del corrimiento al rojo cosmológico mucho mayor para determinar el movimiento relativo en el universo en expansión . [2]
Desplazamiento al azul gravitacional
A diferencia del desplazamiento hacia el azul Doppler relativo , causado por el movimiento de una fuente hacia el observador y, por lo tanto, dependiente del ángulo recibido del fotón, el desplazamiento hacia el azul gravitacional es absoluto y no depende del ángulo recibido del fotón:
Los fotones que salen de un objeto gravitante se vuelven menos energéticos. Esta pérdida de energía se conoce como "desplazamiento al rojo", ya que los fotones en el espectro visible aparecerían más rojos. De manera similar, los fotones que caen en un campo gravitacional se vuelven más enérgicos y exhiben un desplazamiento hacia el azul. ... Tenga en cuenta que la magnitud del efecto de desplazamiento al rojo (desplazamiento al azul) no es una función del ángulo emitido o del ángulo recibido del fotón; depende solo de qué tan lejos radialmente el fotón tuvo que salir (caer) del potencial bien. [3] [4]
Es una consecuencia natural de la conservación de la energía y la equivalencia masa-energía , y se confirmó experimentalmente en 1959 con el experimento de Pound-Rebka . El desplazamiento al azul gravitacional contribuye a la anisotropía del fondo cósmico de microondas (CMB) a través del efecto Sachs-Wolfe : cuando un pozo gravitacional evoluciona mientras pasa un fotón, la cantidad de desplazamiento al azul en la aproximación diferirá de la cantidad de desplazamiento al rojo gravitacional cuando abandona la región. [5]
Valores atípicos azules
Hay galaxias activas lejanas que muestran un desplazamiento hacia el azul en sus líneas de emisión [O III] . Uno de los mayores desplazamientos al azul se encuentra en el cuásar de línea estrecha , PG 1543 + 489, que tiene una velocidad relativa de -1150 km / s. [2] Estos tipos de galaxias se denominan "valores atípicos azules". [2]
Desplazamiento al azul cosmológico
En un universo hipotético que experimenta una contracción descontrolada del Big Crunch , se observaría un corrimiento al azul cosmológico, y las galaxias más lejanas se desplazarían cada vez más hacia el azul, exactamente lo contrario del corrimiento al rojo cosmológico observado en el universo en expansión actual .
Ver también
- Potencial gravitacional
- Redshift
- Efecto Doppler relativista
Notas
- ^ Kuhn, Karl F .; Theo Koupelis (2004). En búsqueda del universo . Editores Jones & Bartlett . págs. 122–3. ISBN 978-0-7637-0810-8.
- ^ a b c Aoki, Kentaro; Toshihiro Kawaguchi; Kouji Ohta (enero de 2005). "Los mayores desplazamientos al azul de la línea de emisión [O III] en dos quásares de línea estrecha". Revista astrofísica . 618 (2): 601–608. arXiv : astro-ph / 0409546 . Código bibliográfico : 2005ApJ ... 618..601A . doi : 10.1086 / 426075 . S2CID 17680991 .
- ^ RJ Nemiroff (1993). "Principios gravitacionales y matemáticas" . NASA .
- ^ RJ Nemiroff (1993). "Distorsiones visuales cerca de una estrella de neutrones y un agujero negro". Revista estadounidense de física . 61 (7): 619–632. arXiv : astro-ph / 9312003v1 . Código Bibliográfico : 1993AmJPh..61..619N . doi : 10.1119 / 1.17224 . S2CID 16640860 .
- ^ Bonometto, Silvio; Gorini, Vittorio; Moschella, Ugo (2002). Cosmología moderna . Prensa CRC . ISBN 978-0-7503-0810-6.