¿Poder cosmológico, gravitacional y de corrimiento al rojo Doppler?

Estoy tratando de entender el concepto de desplazamiento al rojo y su relación con los poderes. Considere la observación O en reposo (quien mide la potencia) y emisor mi en una de las tres situaciones siguientes:

  1. Moviéndose en el espacio de Minkowski a una velocidad v → .

  2. En reposo (relativo a O ) en un espacio no Minkowski (es decir, un universo que no se expande con un campo gravitatorio).

  3. En una coordenada de co-movimiento fija (en relación con 0 ) en un universo plano en expansión.

Y llamemos al corrimiento al rojo asociado con cada z D , z GRAMO y z C . Sé que en el caso del corrimiento al rojo cosmológico, el flujo es así:

1 ( 1 + z C ) 2
ya que tanto la energía de los fotones ha cambiado como el número que han llegado por unidad de tiempo. Mi pregunta es ¿cómo cambia la potencia en los dos primeros casos? y ¿cómo se relaciona esto con el tipo de corrimiento al rojo?

Para referencia futura: astro.caltech.edu/~george/ay127/Theuns_cosmology.pdf pg23-24 explica muy bien la versión cosmológica.

Respuestas (1)

En los tres casos, la potencia recibida se reduce exactamente en la misma cantidad. No existe una distinción observacional entre un corrimiento al rojo cosmológico y un corrimiento al rojo Doppler.

La prueba de (1) se puede encontrar fácilmente transformando los campos E y B de una onda transversal y, por lo tanto, calculando el vector de Poynting transformado. Esto muestra que para un observador que se aleja directamente a una velocidad v en el marco de S ′ de una fuente en reposo en el marco S (o viceversa) que la relación de los vectores de Poynting en los dos marcos es

norte ′ norte = γ 2 ( 1 − v C ) 2 = 1 γ 2 ( 1 + v / C ) 2 = 1 ( 1 + z D ) 2

En cuanto a (2) bueno, no importa que el espacio no sea universalmente plano; está en la localidad del observador, por lo que la potencia se reduce de acuerdo con su desplazamiento Doppler medido localmente exactamente de la misma manera. Usted cita el ejemplo de un campo gravitacional, digamos en la métrica de Schwarzschild. El mismo argumento que usaste para el corrimiento al rojo cosmológico también funciona allí. La dilatación del tiempo significa que un observador que está efectivamente en el infinito recibe fotones a un ritmo más lento por un factor ( 1 + z GRAMO ) desde una fuente más profunda en el potencial gravitatorio, y cada fotón se desplaza hacia el rojo en frecuencia por un factor ( 1 + z GRAMO ) , lo que lleva al mismo factor de disminución en la potencia recibida.

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