¿Cómo sabemos que la frecuencia / longitud de onda de la luz permanece constante después de viajar miles de millones de millas a través del espacio?

Sabemos que la frecuencia / longitud de onda cambia, porque sabemos qué frecuencias son emitidas por una estrella. Comparamos las líneas espectrales con lo que vemos para nuestro sol y las líneas espectrales cambian a frecuencias más bajas cuanto más lejos está una estrella.

Tal vez había una pregunta subyacente y desea ver si el desplazamiento al rojo puede ser causado por algo más que un universo en expansión. Del mismo modo que la expansión del espacio parece extraer energía de los fotones causando un desplazamiento hacia el rojo, podría proponer una teoría en un universo estático donde la luz simplemente está perdiendo energía al universo al viajar.

Pero luego desecha los conceptos básicos de la física como la conservación de la energía y tendríamos que “arreglar” las ecuaciones de Maxwell y todo lo que se deriva de ella, hasta el modelo de partículas elementales y la relatividad general. Tendrá que construir una teoría fea y artificial que haga que la teoría de Aristóteles del movimiento de un proyectil se vea bien.

Llegamos a la conclusión de que la expansión del universo provoca un desplazamiento hacia el rojo, porque es la única explicación que coincide con las ecuaciones que se han confirmado en todos los experimentos de física hasta ahora.

Podemos observar líneas espectrales a la luz de otras estrellas. Para las estrellas cercanas son exactamente iguales a las líneas espectrales del sol o hechas en el laboratorio. Para algunos, muestran corrimientos al rojo o azules que interpretamos como movimiento de la fuente. Cuanto más lejos están, más fuerte es el desplazamiento al rojo, en promedio. Pero las líneas espectrales de varios elementos dan una fuerte firma que permanece igual, excluyendo el cambio, para todos los objetos que vemos.

Técnicamente sabemos que no permanecen constantes.

Los elementos específicos, cuando se calientan, dan luz en un patrón característico. Cuando miramos estrellas distantes vemos este mismo patrón.