El efecto integrado Sachs-Wolfe (ISW) se relaciona principalmente con el estudio de la radiación de microondas de fondo cósmico (CMBR), pero parece demostrar que los fotones que pasan a través de vacíos sufren una pérdida de energía neta que resulta en un desplazamiento hacia el rojo, o pueden desplazarse hacia el azul al pasar por alto. -regiones de densidad.
Si un fotón viajó lo suficiente a través de regiones del espacio alternas de alta y baja densidad, ¿podemos suponer que (dependiendo de la proporción total de densidad a vacío en todas las regiones atravesadas) nuestro fotón bien podría acumular un corrimiento al rojo o al azul gravitacional neto sustancial después de viajar? una gran distancia?
El (tiempo tardío) ISW es causado por la evolución de las estructuras cósmicas a medida que los fotones del fondo cósmico de microondas las atraviesan en su camino hacia nuestros detectores. Puede causar un corrimiento al rojo o al azul con respecto al corrimiento al rojo predicho para un universo homogéneo en expansión.
Un poco más de detalle: si un fotón "cae" en un pozo de potencial, su frecuencia y energía aumentan. Pero a medida que sale del pozo de potencial pierde la misma cantidad de energía. De manera similar, si un fotón atraviesa un "vacío", pierde y luego gana energía.
Sin embargo, si el universo contiene energía oscura (el ISW no funciona en un universo plano que contiene solo materia) y se está expandiendo, entonces las estructuras que atraviesan los fotones están evolucionando con el tiempo cósmico de modo que el proceso es asimétrico. Un pozo de potencial se "mancha" un poco por la expansión, y el fotón no pierde tanta energía al salir como la que ganó al entrar. Lo mismo para un vacío, pero al revés.
El efecto neto son pequeños desplazamientos al azul y al rojo (del orden de 1 parte en 100.000 a bajas frecuencias espaciales) con respecto al desplazamiento al rojo general que cabría esperar de la expansión cósmica de un universo homogéneo . Se espera que estos cambios estén correlacionados con las estructuras cósmicas en la misma línea de visión. El ISW se ha detectado (aunque con poca importancia) durante la última década, mediante la correlación cruzada de las variaciones espaciales del CMB con catálogos que mapean la estructura cósmica a gran escala (por ejemplo, catálogos de radiogalaxias de alto corrimiento al rojo). Ver Nishizawa (2014) para una revisión.