En el libro de Schutz (página 120), Schutz primero deriva el corrimiento al rojo gravitatorio en el experimento PRS en un párrafo anterior.
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Aquí es la frecuencia del fotón en la parte superior de la torre después del experimento, y en el fondo. (El fotón comienza en la parte superior.)
En un párrafo posterior, (página 123). Él muestra que en un marco inercial, que es un marco de caída libre frente a la Tierra, el corrimiento al rojo gravitatorio es 0. Cito la sección de Schutz.
El experimento del corrimiento al rojo de nuevo . Consideremos ahora un punto de vista diferente sobre el experimento de Pound-Rebka-Snider. Veámoslo en un marco de caída libre, que hemos visto que tiene al menos algunas de las características de un marco de inercia. Tomemos el marco particular que está en reposo cuando el fotón comienza su viaje ascendente y luego cae libremente. Como el fotón sube una distancia h, toma tiempo para llegar a la cima. En este tiempo, el cuadro ha adquirido velocidad. hacia abajo en relación con el aparato experimental. Entonces, la frecuencia del fotón en relación con el marco en caída libre se puede obtener mediante la fórmula de corrimiento al rojo
términos de orden superior
De la primera fórmula en mi pregunta, vemos que si ignoramos los términos de orden superior, entonces obtenemos (fotón emitido en la parte inferior) = (en marco de caída libre cuando el fotón llega a la parte superior). Por lo tanto, no hay corrimiento al rojo en un marco en caída libre. Esto nos da una base sólida para postular que el marco de caída libre es un marco de inercia
No entendí la segunda fórmula que he citado. ¿Cómo consiguieron esas cosas en el denominador? La frecuencia en el numerador es la frecuencia del fotón en la parte inferior de la torre en el marco inercial que sería el mismo que en el denominador de la primera ecuación, y ¿Está la frecuencia en la parte superior de la torre en el marco de caída libre? ¿Es esto correcto?
El final de la ecuación, donde está escrito , no debería estar allí, ¿verdad? Esto solo significa que se borró el denominador. El último sólo se mantiene dentro de una aproximación, , hasta el término principal.
En cualquier caso, debido a la identidad de la diferencia de cuadrados,
Efectivamente, el cálculo utilizando el marco de caída libre, es decir, utilizando el principio de equivalencia, convierte el corrimiento al rojo gravitatorio de GR en el corrimiento Doppler de SR.
La primera derivación del propio Einstein del corrimiento al rojo gravitacional utilizó un marco giratorio (y la fuerza centrífuga) en lugar de un marco de aceleración uniforme (y la fuerza de inercia).
usuario7757
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