Viendo que la velocidad de la luz es siempre la misma, incluso si la fuente de luz se está moviendo hacia usted o lejos de usted, ¿por qué ocurre un desplazamiento al rojo si la luz tampoco se comprime o estira?

La forma más fácil de entender esto requiere un peine.

Coloque el peine sobre el escritorio y arrastre lentamente una uña sobre el peine, perpendicular a los dientes. El resultado es un clic por cada vez que su uña se mueve sobre un diente, luego se libera de la resistencia del diente. El clic se produce cuando la uña impacta el siguiente diente. (Si preocuparte por el cambio de color rojo te ha hecho morder todas tus uñas rápidamente, ¡puedes usar un clip para papel!)

Ahora, arrastre más rápido. En algún momento notará que el tono del sonido aumenta, cuanto más rápido arrastre el dedo.

Tenga en cuenta que el espacio entre los dientes nunca cambia, pero sí lo hace la frecuencia relativa en la que hace clic el dedo de un diente a otro. Así que pongamos esto en perspectiva:

Su peine está fijo en su lugar, y el espacio entre los dientes nunca cambia. Esto es análogo a la luz monicromática que deja una estrella (es decir, una línea espectral). La velocidad de su dedo es análoga a la velocidad relativa de la Tierra y esa estrella. El tono que escuchas es el análogo de la misma línea que se observa desde diferentes estrellas, alejándose de la Tierra a diferentes velocidades (o, idealmente, hacia o lejos).

Para una estrella que se aleja de la Tierra, la luz que emite tendrá la misma longitud de onda que una estrella similar que se mueve hacia la Tierra. Aunque el que se mueve hacia la tierra, cuando se observa se mueve a la velocidad de la luz, sus frentes de onda llegan a la tierra con menos tiempo entre ellos que los frentes de onda en la misma longitud de onda nominal alejándose de la tierra, porque cada frente de onda se encuentra físicamente más cerca de la tierra que la anterior. Los frentes de onda de la estrella que se aleja de la Tierra llegan con más espacio porque se lanzan con más distancia entre ellos. En ambos casos, esto se debe a que el movimiento relativo entre la Tierra y la estrella causa más o menos distancia entre el punto en el espacio donde el frente de onda comienza a viajar.

Vería el mismo efecto si usara dos peines diferentes con un tono de diente diferente y pudiera arrastrar la uña a la misma velocidad.

Los observadores a diferentes velocidades relativas no están de acuerdo con la distancia recorrida y el tiempo transcurrido del fotón entre los puntos A y B, pero ambos están de acuerdo con la velocidad recorrida.

Debido a que los observadores también están de acuerdo en el número de ondas entre A y B, ven diferentes frecuencias.

Las ondas de luz * se comprimen * cuando el objeto se mueve hacia nosotros y se estiran cuando el objeto se aleja de nosotros. Esto es lo que significan los términos “blueshift” y “redshift” respectivamente.

La luz se estira si se está alejando, y se comprime si se está moviendo hacia. Alguien te dio un vagabundo.

Pero está “ trepado”.

Eso es el desplazamiento al rojo. Un cambio en la longitud de onda causado por el movimiento relativo del observador y la fuente.