A medida que la luz viaja hacia arriba en el campo gravitatorio de la Tierra, pierde energía y, por lo tanto, su frecuencia disminuye.

Hay varias respuestas equivalentes.

Como ya comprende la dilatación del tiempo gravitacional, probablemente sea la más directa. Suponga que tiene un reloj que está en lo profundo de un pozo de gravedad, de modo que funciona lentamente. Digamos que cada 1 s en el reloj profundo son 2 s en su reloj. Ahora, si ese reloj se usa para impulsar una señal de 1 MHz, recibirá ese millón de ciclos durante 2 s debido a la dilatación del tiempo. Eso significa que la frecuencia se reduciría a 0,5 MHz.

Otra explicación equivalente es que la energía del fotón disminuye, y dado que$E=hf$la energía reducida implica necesariamente una frecuencia reducida. La energía de un fotón se reduce a medida que viaja hacia arriba porque a medida que el fotón sube, debe cambiar parte de su energía EM por energía potencial gravitacional. Si no fuera así, podrías hacer una máquina de movimiento perpetuo*.

Otra explicación más técnica sería usar el transporte paralelo. Las coordenadas de Schwarzschild se adaptan bien a la descripción de los observadores suspendidos. A medida que un vector nulo se transporta en paralelo hacia arriba, se "desplaza hacia el rojo" en relación con los observadores suspendidos en coordenadas más altas.

Estoy seguro de que hay más formas, pero espero que una de esas funcione para ti.

*Por ejemplo, supongamos que tenemos alguna diferencia de potencial gravitatorio. Ahora, si anhilas un electrón y un positrón en la parte inferior, obtendrás dos fotones de 0,5 MeV. Si pueden subir sin perder energía, en la parte superior aún tendrían 0,5 MeV cada uno, por lo que podría recombinarlos para formar un electrón y un positrón. Luego podría dejar caer el nuevo electrón y el positrón, ganando KE. En la parte inferior, podría extraer ese KE, y después de hacerlo, podría comenzar el ciclo nuevamente anhilando el nuevo electrón y el positrón. Por lo tanto, los fotones deben perder tanta energía al subir como el electrón y el positrón ganan al bajar. Cualquier otra cosa da como resultado la no conservación de la energía.

1. No es el campo gravitatorio decreciente lo que causa el cambio en la frecuencia, es el tiempo cada vez mayor que el fotón está expuesto a un fuerte pozo de gravedad. A pesar de la fuerza decreciente del campo (y no por ello), continúa afectando acumulativamente la frecuencia del fotón que se escapa.

2. Sí. Tanto por el efecto directo de la gravedad como porque la expansión del espacio-tiempo provoca un desplazamiento al rojo constante: dos tipos diferentes de estiramiento del espacio-tiempo, resultado similar.

la luz es atraída hacia el planeta y no es refractada ni reflejada por ninguna capa de ozono. como la capa de ozono está formada por O3, es altamente conductora de la luz debido a la naturaleza de su enlace. Creo que la teoría actual es que el ozono es menos estable que el O2, ya que está en el ambiente a altitudes de vida, pero esto no tiene en cuenta el hecho de que cualquier forma de oxidación es una reacción del O2, ya que el O2 se mezcla con muchos elementos diferentes, mientras que el O3 solo se mezcla. con Carbono. esto se debe a que el carbono puede tener una carga eléctrica que le permite llegar a la atmósfera y descargarse en la creación de o2 y co2. ya conoces el gas que conectamos a nuestros amados barriles de cerveza y máquinas de coque que pueden conducir electricidad de manera estable, relámpagos y crear nubes esponjosas y ordenadas cuando se golpean con el H2O en la humedad que transporta el aire caliente a medida que se eleva. Toda mi propia descripción escrita de la ocurrencia. de todos modos, cuando la luz golpea la capa de ozono de nuestro lado, reaccionaría con los gases presentes en el medio ambiente y su energía se descargaría y quedaría contenida en el carbono de esas nubes, al igual que los nanotubos de carbono que los científicos están desarrollando y construyendo hasta que alcanzar lo suficiente para la descarga de energía entre la estratosfera y el suelo en forma de rayo. la luz no deja este planeta una vez que está aquí. no deja ningún planeta que contenga carbono o metales alcalinos, ya que almacenan energía en sus núcleos o tiene alguna forma de atmósfera que atraparía con diversas formas de efecto invernadero. Lo que nos permite verlos ya que el aire es invisible porque no impide, reacciona o absorbe la luz. de todos modos, cuando la luz golpea la capa de ozono de nuestro lado, reaccionaría con los gases presentes en el medio ambiente y su energía se descargaría y quedaría contenida en el carbono de esas nubes, al igual que los nanotubos de carbono que los científicos están desarrollando y construyendo hasta que alcanzar lo suficiente para la descarga de energía entre la estratosfera y el suelo en forma de rayo. la luz no deja este planeta una vez que está aquí. no deja ningún planeta que contenga carbono o metales alcalinos, ya que almacenan energía en sus núcleos o tiene alguna forma de atmósfera que atraparía con diversas formas de efecto invernadero. Lo que nos permite verlos ya que el aire es invisible porque no impide, reacciona o absorbe la luz. de todos modos, cuando la luz golpea la capa de ozono de nuestro lado, reaccionaría con los gases presentes en el medio ambiente y su energía se descargaría y quedaría contenida en el carbono de esas nubes, al igual que los nanotubos de carbono que los científicos están desarrollando y construyendo hasta que alcanzar lo suficiente para la descarga de energía entre la estratosfera y el suelo en forma de rayo. la luz no deja este planeta una vez que está aquí. no deja ningún planeta que contenga carbono o metales alcalinos, ya que almacenan energía en sus núcleos o tiene alguna forma de atmósfera que atraparía con diversas formas de efecto invernadero. Lo que nos permite verlos ya que el aire es invisible porque no impide, reacciona o absorbe la luz. la luz no deja este planeta una vez que está aquí. no deja ningún planeta que contenga carbono o metales alcalinos, ya que almacenan energía en sus núcleos o tiene alguna forma de atmósfera que atraparía con diversas formas de efecto invernadero. Lo que nos permite verlos ya que el aire es invisible porque no impide, reacciona o absorbe la luz. la luz no deja este planeta una vez que está aquí. no deja ningún planeta que contenga carbono o metales alcalinos, ya que almacenan energía en sus núcleos o tiene alguna forma de atmósfera que atraparía con diversas formas de efecto invernadero. Lo que nos permite verlos ya que el aire es invisible porque no impide, reacciona o absorbe la luz.