¿Por qué ocurre el cambio rojo?

¿Alguna vez te has parado al lado de una carretera mientras un automóvil o una motocicleta te conducían a gran velocidad desde la distancia? A medida que se acerca, suena como si se estuviera acelerando, ya que el tono del ruido del motor parece aumentar en frecuencia. El automóvil o la bicicleta no están acelerando, sino que conducen a una velocidad (más o menos) constante.

Lo contrario sucede después de que el vehículo te pasa. Ahora, de repente, parece que la nota del motor ha disminuido.

Lo que estás escuchando es el efecto Doppler. A medida que el vehículo se acerca a su posición, la frecuencia del sonido del motor se compacta a medida que la velocidad del vehículo se agrega a la velocidad a la que el sonido lo alcanza. Esto aumenta la frecuencia, haciendo que el sonido sea más agudo al acercarse y más bajo en las fuentes que salen.

Algo similar sucede con la luz. Si una fuente de luz se está acelerando hacia usted, a pesar de que la luz aún lo alcanza a la velocidad de la luz (aproximadamente 300,000 km / s), la frecuencia de la luz se compacta en la dirección de desplazamiento. Esto hará que la fuente de luz parezca más azul (azul) aunque la luz en la fuente sea blanca.

Si esta fuente de luz se aleja rápidamente de ti, aunque la luz aún te alcance a la velocidad de la luz, la frecuencia de la luz se expande lejos de la dirección de viaje. Esto hará que la fuente de luz aparezca más roja (desplazada hacia el rojo) aunque la luz en la fuente sea blanca.

Si conoce el color real de la fuente, puede deducir su velocidad en función del color que la fuente de luz nos aparece en la Tierra. Así es como los cosmólogos pueden deducir la velocidad a la que las galaxias distantes se alejan de nosotros, así como la velocidad de expansión del universo.

A2A

Una perspectiva alternativa a la explicación de frecuencia es observar la energía de los fotones individuales. Los fotones rojos tienen menos energía que los fotones azules, por lo que decir que hay un cambio rojo significa que la energía de un fotón se reduce de lo esperado.

Hay muchas razones por las que esto puede suceder, y todo lo que puedo pensar se da en otras publicaciones, por lo que no siento la necesidad de repetirlas. Si tiene un ejemplo más específico de desplazamiento al rojo que le interesa, agréguelo a los detalles y obtendrá una respuesta más específica.

Un ejemplo de dónde se usa esto es en astronomía. Para que una estrella se convierta en supernova, requiere un conjunto de condiciones muy específico, por lo que se espera que la salida de luz (tanto en color como en intensidad) sea la misma para cualquier evento. Cuando un astrónomo registra datos de una supernova, se puede comparar con otros para ver si los colores coinciden. Parece haber un patrón que vincula el cambio de color de los eventos de supernova y la distancia (determinada por la intensidad) que ocurren desde la Tierra.

CAMBIO ROJO – DILACIÓN DEL ESPACIO O DISIPACIÓN DE ENERGÍA

Hubble descubrió el fenómeno del desplazamiento hacia el rojo en el espacio: cuando la onda electromagnética viajó mucho hacia nosotros (el observador), su frecuencia se desplazó un poco hacia el extremo rojo. Solo hay dos posibles razones para este fenómeno: este objeto desplazado rojo se está alejando del observador o el haz de luz reflejado desde el objeto hacia los ojos del observador había perdido parte de su propia energía a través del largo y largo viaje en el espacio. Se especula que el desplazamiento hacia el rojo es causado por la dilatación del espacio. ¿Qué causó la dilatación? Puede ser energía oscura? ¿Qué es la energía oscura? Las cosas se están complicando. Usemos el principio de que todas las condiciones son iguales, la forma más simple es la forma correcta o usemos el principio de que la belleza es orden y el orden causó belleza o usemos el principio de que la materia no cambia o use la segunda ley de la termodinámica para suspender temporalmente este extremo y comienza a probar otra posibilidad: cuando la onda electromagnética viaja en el espacio, su energía se disipa de alguna manera y eso hace que su frecuencia se reduzca, aunque su velocidad sigue siendo la misma. Considerando que el atributo innato de la energía es la disipación, esto si no es seguro al menos es muy posible. La segunda ley de la termodinámica nos había contado sobre esto. La segunda ley de la termodinámica se aplica en condiciones normales sin tener que unir las condiciones y en el espacio las condiciones normales forman el fondo continuo en el que viaja la luz. En cuanto a cómo se ha disipado exactamente la energía y hacia dónde se fue, ese es un trabajo intensivo en conocimiento y tiene que dejar que los científicos respondan.

Cuanto más lejos esté el objeto, la energía se perderá más cuando la luz viaje de allí a la Tierra para encontrarse con los ojos del observador y eso coincide con la observación de que cuanto más lejos está, más se desplaza hacia el rojo. Si los científicos pueden probar que la onda electromagnética puede perder su energía cuando viaja por el espacio, entonces se puede llegar a la conclusión. Será una solución simple, armonizada y elegante.
Debo mencionar que “todas las condiciones son iguales, la forma más simple es la correcta”, esto es correcto cuando se aplica al dominio de la naturaleza. Cuando está en el dominio humano, debería ser lo opuesto: todas las condiciones son iguales, los más duros y la mayoría de los dolores son a menudo la forma correcta. Esto se debe a que: los sistemas naturales se rigen por leyes naturales y se gestionan por orden natural. Está perfectamente equilibrado y en armonía. En el dominio de la naturaleza, cuando los procesos naturales continúan, el principio de eficiencia ordenará las cosas mientras los procesos están alimentados por la disipación de energía (en la estructura concentrada, está alimentada por la gravitación y produce entropía negativa). Cualquier cosa hecha por el hombre, incluida la sociedad humana, productos manufacturados, procesos hechos por el hombre, sistemas, todos necesitan esfuerzo humano para crear y mantener. Se trata de procesos impulsados ​​por la entropía negativa que la naturaleza no puede proporcionar en condiciones normales. Y en este proceso, el principio de eficiencia todavía se aplica, pero tiene que estar en una versión humana. Es por eso que será tan difícil exigir nuestra capacidad de pensamiento para resolverlo y llevarlo a cabo. Es especialmente así, cuando el sistema hecho por el hombre se desarrolló en niveles más altos y se volvió complicado. Es por eso que si permitimos que las personas simplemente suelten sus instintos primitivos que son comunes y heredados del reino animal, las cosas saldrán mal en nuestra sociedad. La verdadera naturaleza humana son aquellas cosas que tenemos que no son comunes y que se destacan del reino animal, son esos atributos que desarrollamos y poseemos cuando nos convertimos en humanos: pensamiento racional, autocontrol y autodisciplina, emociones más ricas y profundas. … cuando superpone el diagrama de población sobre el diagrama de recursos, vea dónde la curva de población agudamente ascendente se encuentra con la curva de recursos bruscamente descendente, ese es el punto de inflexión que muestra el valor que esos instintos primitivos como el egoísmo y la avaricia aún tienen en las etapas en que la curva de población y la curva de recursos son ambos paralelos suavemente hacia arriba se pierden totalmente. Después de este punto, hacen mucho más daño que bien para la sociedad humana y el futuro humano. Después de este punto, la naturaleza animal nos matará a todos muy pronto, mientras que la naturaleza humana es lo único que puede salvarnos solo después de una lucha larga y dura. Hacer lo fácil es soltar la naturaleza en el sistema hecho por el hombre, dejar que los procesos naturales, que es la entropía que crece, se apoderen de nuestra sociedad, eso significa arruinar nuestra sociedad. Hacer lo difícil, significa que usamos nuestro esfuerzo humano para introducir entropía negativa en este sistema para mantener su orden y desarrollo en una entidad de mayor calidad, y en estos procesos no tenemos nada de qué depender para ordenar este sistema excepto nosotros mismos.

La luz puede perder su energía en el viaje espacial, lo que significa que no podemos ver infinitamente lejos. Además, dado que el recorrido de la luz puede doblarse, eso significa que lo que vemos en el espacio puede no estar necesariamente en esa posición como parece. También significa que algo en el espacio, aunque en la distancia puede soportar la luz, todavía no podemos verlo, si la luz ha sido inducida a un curso curvo o incluso en espiral. Todo esto significa que la materia misma tiene la limitación intrínseca para transmitir información a distancias finitas. Probablemente esa sea la razón por la cual incluso un potente telescopio espacial no puede ver estrellas a más de 15 mil millones de años luz de distancia. Así es como se supone que es el mundo: si podemos ver infinitamente lejos, todo el mundo puede ver el mundo entero que es información infinita, lo que significa que no hay información. La naturaleza no permitiría que eso suceda.

Toda radiación electromagnética tiene una longitud de onda. Cuanto más enérgica es la forma de radiación, más corta es su longitud de onda. La luz roja, por ejemplo, tiene una longitud de onda más larga que la luz azul.

Si un objeto se acerca a nosotros, la longitud de onda de la radiación que emite se acorta y se alarga si se aleja de nosotros. Considere el ejemplo de una ambulancia conduciendo con la sirena encendida. A medida que la ambulancia se acerca a usted (supongamos que está parado en la acera), el ruido de su sirena se hace más fuerte y cuando se aleja de usted, el ruido se vuelve más débil. Eso es básicamente porque la longitud de onda del sonido está siendo alterada por el movimiento de la ambulancia hacia y desde usted. A medida que la ambulancia se acerca a usted, su longitud de onda disminuye y se vuelve más fuerte, pero en el momento en que comienza a alejarse de usted, su longitud de onda comienza a aumentar nuevamente y se vuelve más débil. Este efecto se llama efecto doppler.

Lo mismo sucede con EM. A medida que el universo se expande, los objetos se alejan más de nosotros. Por lo tanto, las longitudes de onda EM de estos objetos aumentan, moviéndolas hacia el extremo rojo del espectro. Así como el sonido se vuelve más fuerte o más débil, también lo hace la luz y otras formas de EM. Sin embargo, en lugar de ser más fuerte y más tenue, la luz se vuelve más roja (longitud de onda más larga) o más azul (longitud de onda más corta). El desplazamiento de la longitud de onda también se conoce como desplazamiento doppler.

Como resultado, cuando se analiza el espectro de objetos que se alejan de nosotros, tienden a desplazarse hacia el rojo, es decir, hacia el extremo rojo del espectro. Podemos medir efectivamente la distancia y la velocidad a la que estos objetos se alejan de nosotros al analizar qué tan lejos del extremo rojo del espectro, la radiación de estos objetos se ha movido. Cuanto mayor es el desplazamiento hacia el rojo, más lejos están de nosotros estos objetos.

Desplazamiento rojo / Desplazamiento azul es un efecto Doppler visual.

Cuando la fuente de un sonido se mueve hacia usted, la frecuencia aparente del sonido aumenta, lo que hace que el sonido parezca “más alto”. Cuando el objeto se aleja, ocurre lo contrario.

Lo mismo sucede con la luz: cuando un objeto se acerca a usted a alta velocidad, la frecuencia aparente de la luz aumenta y, a medida que se aleja, la frecuencia aparente disminuye.

Una causa del desplazamiento hacia el rojo de la frecuencia de los fotones de luz no mencionada en sus respuestas anteriores se debe a la gravedad. Se sabe que la gravedad afecta a los fotones de luz, por lo tanto, la gravedad puede reducir la frecuencia de un fotón (es decir, la energía rotacional) y lo hace lentamente. En el caso de las distancias cosmológicas, esto abarca millones y miles de millones de años de acción de fuerza gravitacional.

El cambio rojo cósmico es el desplazamiento de un espectro electromagnético hacia frecuencias más bajas, a medida que la fuente de las ondas electromagnéticas se aleja.

La velocidad de la luz no cambia con la velocidad de la fuente. Por lo tanto, si un objeto se aleja, la energía se extiende más y el espectro electromagnético se mueve hacia el extremo de menor energía y frecuencia más baja del espectro.

Lo opuesto es el cambio azul, donde el espectro se mueve más hacia la energía más alta y la frecuencia más alta del espectro.

El desplazamiento azul y el desplazamiento rojo son, combinados, llamados el efecto Doppler.

El espectro electromagnético, desde la energía más baja hasta la energía más alta (p. Ej., Desde la frecuencia más baja hasta la más alta frecuencia) es el siguiente:

Ondas de radio, microondas, ondas infrarrojas, ondas de luz visible, ondas ultravioletas, rayos X y rayos gamma.

Otros ya lo han explicado bien. Tome cualquier fuente de luz estática con una radiación fija y estable a una distancia fija de nosotros. Luego registre su espectro electromagnético. Si luego nos alejamos de él y verificamos su espectro nuevamente, notaremos que se desplaza hacia el extremo rojo (la longitud de onda se hace más larga), cuanto más rápido nos alejemos de la fuente. Por el contrario, si nos movemos hacia la fuente, su espectro se verá desplazado hacia el extremo violeta (la longitud de onda se acorta), cuanto más rápido avancemos hacia ella.

Esto se puede confirmar fácilmente en experimentos vinculados a la Tierra. No tenemos suficiente sensibilidad visual, pero si la tuviéramos, podríamos apreciar que la luz solar es un poco más roja cuando la órbita de la Tierra se está alejando del Sol y un poco más azul cuando se está acercando al Sol.

Esto se debe a la misma causa física que el efecto Doppler sónico, las ondas ocurren en el espacio y si nos alejamos de la fuente, las ondas se estiran y si nos movemos hacia la fuente, las ondas se comprimen, cambiando el “color” o más exactamente su firma de frecuencia.

La razón del desplazamiento al rojo puede ser un movimiento peculiar (nosotros o la fuente tenemos un movimiento real que nos aleja el uno del otro) o la expansión del espacio (no tenemos ningún movimiento real en relación con la fuente, es solo que el espacio entre la fuente y nos estamos expandiendo).

Porque el objeto que produce la luz se aleja del observador. La velocidad es suficiente para que el cambio sea observable.

En mayor profundidad, la fuente suele ser una estrella. Si bien hay diferentes tipos de estrellas, su radiación es bastante bien entendida y reconocible. ¿Sabes cómo cambia el sonido cuando un auto se apresura a tu lado? El efecto Doppler significa que las ondas de sonido son más largas cuando el automóvil se aleja, por lo que suena como un tono más bajo. Lo mismo sucede con la luz de la estrella.

Los observadores observan las frecuencias de la luz (y las ondas de radio y los rayos X, etc.) provenientes de la estrella y descubren cuál debe haber sido la frecuencia cuando la luz se fue. Comparan eso con las frecuencias que observan. Cuando la luz visible, por ejemplo, se desplaza hacia el extremo rojo del espectro (longitudes de onda más largas), concluyen que debe alejarse y el cambio indica exactamente qué tan rápido debe alejarse.

El cambio de color rojo ocurre cuando algo se aleja de usted, esto se debe a cómo cambian las ondas de luz cuando el objeto se acerca, la frecuencia de las ondas de luz aumenta y cambia el color, dejándolo azul, sin embargo, cuando se aleja, la onda de luz se alarga a lo largo de la distancia. un color rojo

Si te alejas de algo, las ondas se alargan y las ondas más largas son rojas, por lo que se vuelven rojas. Esto se llama efecto doppler y también ocurre con los sonidos, por ejemplo. Sirenas pasajeras.