(¿Cómo) afecta la lente gravitatoria al desplazamiento hacia el rojo?

En todas las medidas tomadas a lo largo de los años, ¿alguien ha observado alguna vez algún efecto de las lentes gravitatorias en el desplazamiento hacia el rojo?

Entonces: si mirásemos 2 galaxias a, digamos, 250 millones de años luz de distancia, donde la luz de una viaja directamente hacia nosotros mientras que la luz de la otra pasa por otra galaxia en su camino y, por lo tanto, es lente gravitacional antes de llegar a nuestros telescopios. ¿Encontraríamos alguna diferencia en el desplazamiento hacia el rojo entre los dos?

Respuestas (2)

En principio sí, en la práctica no.

Cuando la luz pasa a través de un potencial gravitatorio experimentará un retraso en comparación con una señal que no pasa a través de un potencial. Este efecto se conoce como Shapiro Delay . En consecuencia, la luz que atraviesa el potencial se estirará un poco más debido a la expansión métrica del espacio. Por lo tanto, la luz retrasada se desplaza hacia el rojo un poco más. Dicho de otra manera, cuando vea dos imágenes de la misma galaxia distante con lentes gravitacionales, una mostrará la galaxia en un momento anterior que la otra, el factor de escala en ese momento también era más pequeño, por lo que la imagen más antigua también está más desplazada hacia el rojo.

Sin embargo, dado que el retraso de Shapiro es típicamente (en una escala cosmológica) muy pequeño, este efecto es casi con seguridad insignificante y absolutamente insignificante en comparación con la precisión con la que se puede medir el corrimiento al rojo.

¡Muchas gracias! Esa es exactamente la respuesta que estaba buscando. Me he estado preguntando por qué la expansión está implícita en el desplazamiento hacia el rojo, aunque también podría haber otra explicación similar a lo que sucedería con las ondas de sonido extremadamente fuertes disparadas directamente hacia la atmósfera: se alargarían a medida que la presión cae y crearían el efecto doppler. sin que la fuente se aleje en absoluto. Pero de acuerdo con este modelo, se esperaría que el potencial gravitatorio reduzca el desplazamiento hacia el rojo, no que lo amplifique. Si el efecto neto de la gravedad es la amplificación del desplazamiento hacia el rojo, se descarta la explicación de densidad del desplazamiento hacia el rojo.
Para ser claros: si el universo no se estuviera expandiendo, no esperaría ningún efecto sobre el desplazamiento hacia el rojo/desplazamiento hacia el azul de un potencial gravitacional en absoluto.
De nada. Si asume que el cambio al rojo es causado por la baja densidad en la estructura del vacío, entonces se deduce que la alta densidad causaría el cambio al azul.
Pero el desplazamiento hacia el rojo no es "causado por la baja densidad en la estructura del vacío en sí" en absoluto. De todos modos, es sencillo comprobar mediante cálculo analítico que viajar a través de un potencial gravitatorio no tiene efecto sobre el corrimiento al rojo. Lo único que importa es la diferencia de potencial entre la fuente y el observador.

Una fuerte lente gravitacional NO cambia el corrimiento al rojo del objeto de fondo. Una lente gravitacional es un potencial; un fotón ganará energía a medida que cae (es decir, se desplaza hacia el azul) y tiene que ceder la misma cantidad que sale de ese potencial (es decir, se desplaza hacia el rojo). Por lo tanto, la energía del fotón no se altera y las galaxias de fondo tendrán su corrimiento al rojo original.

La luz viaja por dos caminos diferentes de diferentes longitudes para los sistemas de lentes asimétricos, lo que resulta en un retraso de tiempo. Dado que este efecto está en la escala galáctica, la expansión cosmológica no tendrá un efecto medible en las dos luces.

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