¿Cómo prueba el efecto Doppler que el universo se está expandiendo?

La definición convencional del efecto Doppler es el cambio aparente en la frecuencia de una onda, causado por el movimiento relativo entre la fuente y el observador.

Considere dos puntos arbitrarios, la fuente y el observador. En un caso ideal, la luz emerge de la fuente y viaja sin disminuir a través del vacío, hasta el observador. Si hay un movimiento relativo entre la fuente y el observador, la frecuencia de la luz experimenta un cambio.

Fuente de imagen.

Ahora, si hay una galaxia hipotética que emite luz, y si se observa un cambio Doppler, entonces se puede concluir que hay un movimiento relativo entre los dos. Observando las galaxias múltiples del desplazamiento hacia el rojo bajo esta hipótesis, resulta [1] que, con la excepción de todas las galaxias del grupo local que se sienten atraídas por la gravedad mutua, todas las galaxias se están alejando de nosotros.

Las galaxias no se están simplemente alejando de nosotros, es el espacio mismo el que se está expandiendo.

El cambio rojo cosmológico normalmente se representa como una consecuencia directa de la expansión cosmológica y, por lo tanto, podría considerarse que muestra de inmediato la realidad de la “expansión del espacio”. Sin embargo, también aparecen derivaciones cinemáticas del mismo, lo que da como resultado las mismas fórmulas. Podemos esperar, entonces, que aclarar la fuente física (suponiendo que podamos darle un significado a esa frase) del cambio rojo cosmológico también nos dirá algo sobre la naturaleza de la expansión del espacio.

(Fuente: https://arxiv.org/pdf/astro-ph/0 …)

Cabe señalar que no hay un “centro de expansión”, el espacio se expande en todas las direcciones por igual.

Por Andrew Z. Colvin – Fuente de la imagen.

Notas al pie

[1] Movimiento de partículas libres y el Redshift cosmológico

Sencillo.
Digamos que tienes los ojos cerca y estás sentado en la carretera, si el auto de la policía se va, podrías detectarlo escuchando la sirena mientras se desvanece.
Básicamente, lo que está sucediendo es que su oído sabe cómo detectar la frecuencia de una onda de sonido, de forma análoga a cómo el ojo puede detectar una onda de luz.
Entonces tu año detecta que el auto se está alejando.
Lo mismo sucede con la luz.
Observamos que la luz emitida por una estrella, que se suponía que era de cierta longitud de onda, emitía una luz de longitud de onda mucho más alta.
Digamos, por ejemplo, una estrella hecha de sodio donde se supone que emite luz de longitud de onda de 589 nm, pero en realidad emite luz de longitud de onda de 590 nm, lo que significa que se está produciendo el efecto Dopplers y eso es porque la estrella se está alejando. Lo cual se debe a que el universo se está expandiendo.

Antes de su descubrimiento, se le preguntó a Einstein si pensaba que el universo se estaba gastando o contrayendo. Él respondió: “No lo sé. Todo lo que sé es que no es estático. ¡Nada es estático en el universo!

Más tarde, cuando el equipo de Hubble notó que la luz de algunas galaxias distantes se desplazó al espectro rojo, pensaron que estaban … moviéndose. Pero, ¿cómo y por qué a diferente “velocidad”?

No es fácil estimar la distancia a una galaxia. Una distancia relativa se puede medir por la intensidad de la luz de una supernova porque sabemos que las estrellas de una supernova deben estar dentro de un cierto rango de tamaño. Por lo tanto, cuanto más luz, más cerca está de nosotros.

¡Imagine su gran sorpresa cuando notaron que, cuanto más lejos está la galaxia, mayor es el desplazamiento hacia el rojo! Significaba que el universo se está expandiendo.

Se decía que el Papa Pío XII estaba complacido porque si el Big Bang no estaba en la Biblia, era una creación y una creación necesitaba un creador. Quizás por esa razón, algunos científicos todavía creían en la solución del universo estático. Entonces alguien dijo: “Si el universo se está expandiendo desde un núcleo primordial, aún deberíamos ver su energía decaer en las frecuencias de microondas”. Pero nadie prestó atención.

Una década más tarde, un grupo de técnicos, resolviendo el ruido estático en las frecuencias de televisión, descubrieron que provienen de todas las direcciones en el cielo. Sí, era el Fondo Cósmico de Microondas (CMB) previsto; La confirmación de la energía inicial del Big Bang.

¿Podemos concluir que el universo se está expandiendo? Creo que sí.

No han visto directamente el ‘efecto Doppler’ en las lejanas galaxias. Solo han visto el Cambio Rojo en la luz proveniente de galaxias lejanas.

Además del efecto Doppler, aceptan que la luz se puede desplazar hacia el rojo debido a la gravedad de la propia galaxia. Puede verificar sus respuestas positivas en la siguiente pregunta de Quora:

Si un láser viaja verticalmente hacia arriba contra la gravedad, ¿se ralentizará?

Sus ‘respuestas positivas’ no son que la velocidad del láser está disminuyendo. Las respuestas positivas son que está cambiando de rojo .

Además del desplazamiento hacia el rojo gravitacional anterior, existe otra forma relevante en la que la luz puede desplazarse hacia el rojo por una razón distinta del efecto Doppler.

De hecho, la luz no puede cubrir distancias lejanas sin cambiar de rojo. En términos del Principio de Huygens, la luz tiene que emitir luz sucesivamente. La Ciencia oficial reconoce este aspecto del Principio de Huygen como una deficiencia de este principio. Pero, de hecho, esta es la realidad representada por este principio. Debido a esta realidad, la luz no puede cubrir distancias lejanas sin cambiar de rojo.

http://www.mathpages.com/home/km …

Lea el artículo anterior para verificar la relación del Principio de Huygen con la “Luz que emite luz” .

De hecho, el Principio de Huygens describe una simetría de luz esférica que fluye hacia afuera. La primera pregunta es: ¿cómo podría un hombre del siglo XVII describir con precisión la naturaleza ondulatoria de la luz?

En realidad no comenzó con ola. Podría haber comenzado con ‘líneas de partículas’ de luz emitidas desde un punto esférico. Ahora imagine una esfera que emite líneas de luz como agujas. Con esta configuración, entre dos cabezas de agujas tenía que haber puntos ciegos desde donde no se podía ver la esfera original. En otras palabras, la luz no podrá alcanzar muchos puntos ciegos si consiste en líneas de partículas. Para superar esta dificultad, a Huygens se le ocurrió este Principio de Huygens.

Vuelvo a consultar el siguiente artículo:

Principio de Huygens

Por favor considere el siguiente punto:

“Por ejemplo, Melvin Schwartz escribió que considerar cada punto en un frente de onda como una nueva fuente de radiación y agregar la radiación de todas las nuevas fuentes” no tiene ningún sentido “, ya que (argumenta)” la luz sí no emite luz ; solo las cargas aceleradas emiten luz “.

Mis observaciones: Pero si este Principio es correcto, significa que la luz emite luz cuyo mecanismo quizás no conozcas.

Y el principio es correcto en muchos aspectos … !!!

Considere también el siguiente punto de este artículo:

“La conexión con la declaración original de Huygens sobre las wavelets secundarias es que cada wavelet, con la misma velocidad que la onda original, representa un pequeño cono de luz en ese punto, y el principio de Huygens afirma que la luz se limita a esos conos de luz. ”

¿Qué es esta área de cono de luz? Es esa área intermedia entre las cabezas de las agujas. ¿Y por qué Huygens dice que la wavelet permanece confinada al área del cono …? Obviamente está cubriendo todos los puntos ciegos que vienen …

Entonces, con esta configuración, tenemos luz que emite luz. Tendrá la misma implicación de absorción y reemisión y, por lo tanto, tendremos un desplazamiento hacia el rojo que se notará a grandes distancias. Significa que la luz no puede cubrir distancias lejanas sin cambiar de rojo.

Si la luz no emite luz, entonces este principio no es correcto. Si este principio es correcto, entonces la luz está emitiendo luz. Si la luz no emite luz, la luz NO llega a todas las áreas circundantes del punto de emisión. Si la luz llega a todas las áreas, la luz emite luz y el principio es correcto. Entonces la luz no puede cubrir distancias lejanas sin cambiar de color rojo.

Según el efecto Doppler, la longitud de onda aumenta si la fuente se aleja del observador y disminuye si la fuente se mueve hacia el observador (como el tono de la bocina de un automóvil aumenta cuando el automóvil se mueve hacia usted). El mismo concepto se aplica también a las ondas de luz. Las galaxias que se alejan se desplazarían hacia el lado rojo del espectro y las que se mueven hacia el lado azul del espectro, debido al cambio en sus longitudes de onda.
Como se muestra en la imagen, la fuente se está alejando del observador a la derecha dando un desplazamiento hacia el rojo y hacia el observador a la izquierda haciendo que la luz cambie hacia el azul.

Ahora, mientras el Hubble observaba las galaxias con la idea de que se movían al azar, esperaba ver un número aproximadamente igual de galaxias desplazadas al rojo y desplazadas al azul, pero para su sorpresa, la mayoría de las galaxias estaban desplazadas al rojo, indicando claramente que se estaban alejando de nosotros, Ergo, el universo se está expandiendo.

Creemos en la expansión del universo, porque las explicaciones alternativas para el creciente cambio rojo observado de galaxias distantes, como la “luz cansada”, fallan en las pruebas de observación.

He escrito antes sobre este tema:

La respuesta de Thomas Yee a ¿Es plausible que el creciente desplazamiento hacia el rojo de las galaxias distantes no se deba al efecto Doppler y, por lo tanto, no se alejen de nosotros?

Como el efecto Doppler muestra que si una fuente de luz se aleja de nosotros, la frecuencia de esas ondas de luz será menor (es decir, mayor longitud de onda) en comparación con aquellas en las que la fuente de luz no se movía y si la fuente de luz se movía hacia nosotros, entonces la frecuencia de las ondas será mayor (es decir, menor longitud de onda) en comparación con aquellas cuando la fuente de luz estaba quieta. El color rojo tiene una longitud de onda más alta, por lo que si la fuente se aleja de nosotros, entonces su espectro sería hacia el rojo desplazado y el mismo caso que encontramos con las galaxias, cuyo espectro de estrellas fueron desplazadas. Entonces, con la ayuda del efecto Doppler, podemos concluir que el universo se está expandiendo.

No lo hace. Encontramos que la luz de galaxias distantes se desplaza hacia el rojo en un grado que es proporcional a su distancia inferida por la luminosidad. La suposición de que estos desplazamientos al rojo son causados ​​por el efecto Doppler hace que sus desplazamientos al rojo sean interpretados como velocidades, lo que implica que las galaxias generalmente se alejan unas de otras. Sin embargo, el efecto Doppler no es la única causa de los desplazamientos al rojo, por lo que no se puede decir que esté comprobado que el universo se está expandiendo.

Originalmente, creo que la gente llegó a la conclusión de que debido a que observaron que a mayor distancia de las galaxias, mayor era su desplazamiento hacia el rojo. Supusieron que el cambio de color rojo en el espectro de luz era similar al cambio de frecuencia en el sonido a medida que los objetos en movimiento se movían hacia y desde un observador. La frecuencia de la onda de luz como un objeto que emite aproximaciones de luz se acorta al igual que la frecuencia de sonido como un emisor ruidoso como un tren que se acerca al observador. Todos los objetos que están muy, muy lejos de nosotros, muestran un cambio en su espectro de luz conocido como cambio rojo y el cambio aumenta con la distancia. Hay algunas galaxias que muestran un cambio azul y eso se interpreta como que se están acercando a nosotros. La galaxia de Andrómeda algún día colisionará con nuestra galaxia (la Vía Láctea). Las estrellas en la galaxia de Andrómeda tienen espectros que exhiben un cambio azul. La mejor interpretación para los cambios rojos de las galaxias distantes parece ser que se están alejando y parece que el continuo del espacio temporal de 4 dimensiones se está expandiendo. Una buena analogía es la forma en que los puntos en la superficie de un globo parecen estar alejándose uno del otro a medida que el globo se llena de aire.