4.b.4. El corrimiento gravitacional hacia el rojo de la luz

El corrimiento gravitacional hacia el rojo, el efecto Doppler de la luz y el corrimiento cosmológico al rojo por la expansión del universo forman el conjunto de tres corrimientos hacia el rojo distintos; pero se confunden a menudo por producir cambios similares en la frecuencia de las ondas electromagnéticas.

Como hemos visto, la Ley de la Gravedad Global incorpora en una fórmula matemática el efecto Merlín o segunda componente de la atractis causa, tanto sobre el movimiento de la masa como sobre el movimiento de la energía electromagnética; explicando la precesión anómala de las órbitas de los planetas y la curvatura de la luz por las lentes gravitacionales respectivamente.

También sabemos que la Ley de la Gravedad Global no sólo se aplica a las órbitas de los planetas sino al movimiento de caída libre de los cuerpos con masa y vertical hacia el centro de atracción gravitacional. Igualmente, se aplicará a la luz cuando incide directamente en un planeta; pero existe un problema, la velocidad de la luz viene determinada por sus características peculiares –como se discute en el libro de la Mecánica Global– y la transferencia de energía gravitacional implicará un aumento de la energía electromagnética o frecuencia de la luz en lugar de la energía cinética.

Hay que tener en cuenta que la Ley de la Gravedad Global refleja una perspectiva particular de la ley fundamental de la Física Global o Ley Gravitacional de Equivalencia. En el efecto de lentes gravitacionales, con la Ley de la Gravedad Global se calcula la curvatura de la luz, pero eso no implica que no exista un ligero incremento de la energía electromagnética.

Einstein propuso este fenómeno natural dentro de su Teoría de la Relatividad General. El experimento físico que comprobó el corrimiento gravitacional hacia el rojo fue el de Pound y Rebka en 1960, éstos midieron el desplazamiento hacia el rojo o hacia el azul en una proporción de 2.46 *10-15 de uma radiação gama emitida a partir do chão ou da parte alta de uma torre (h = altura = 22,6 metros) e observada na parte alta e no chão respectivamente.

Veamos a continuación cómo se puede explicar fácilmente el corrimiento gravitacional al rojo o el corrimiento gravitacional al azul sin dilatar el tiempo ni curvar el espacio, no ya con una teoría alternativa a la relatividad de Einstein sino con bastantes más opciones.

Recordemos que la Física Global acepta como correcto el incremento de la masa con la velocidad en su sistema de referencia natural, que es el éter global o soporte material del campo de gravedad, energía cinética y la masa. Mientras que el campo de gravedad actuaría como medio soporte de la energía electromagnética o éter luminífero.

Aunque la velocidad de la luz se pueda ver afectada por variaciones en la intensidad del campo de gravedad, el efecto será muy pequeño. El cálculo del corrimiento al rojo gravitatorio no tiene en cuenta ciertos efectos cuantitativos de segundo orden por no afectar a la explicación básica del experimento físico de Pound y Rebka.

El Principio de Conservación de la Energía nos dice que la diferencia de energías se debe compensar. En este sentido, el Principio de Conservación Global extiende explícitamente la idea a la gravedad al proponer la equivalencia gravedad-energía-masa. Por lo tanto, la energía ganada por el fotón al desplazarse desde lo alto de la torre a su base debe ser igual a la suministrada por el campo gravitatorio.

Experimento de Pound y Rebka

El cambio proporcional en la energía de las ondas electromagnéticas lo podemos calcular de varias formas y, sabiendo que la energía de las ondas electromagnéticas es igual a la constante de Planck por la frecuencia (E = h v), nos dará el cambio porcentual necesario en la frecuencia para absorber la energía ganada en el descenso.

Ahora, teniendo en cuenta que la velocidad de la luz –onda electromagnética– es igual a la frecuencia por la longitud de onda (c = λv), se podrá saber la longitud de onda y comprobar si coincide con los registros obtenidos.

Los datos conocidos y otros necesarios –masa equivalente– para realizar los cálculos se encuentran en la tabla.

Como veremos a continuación, el corrimiento gravitacional hacia el rojo se puede explicar de bastantes formas, pero ello no puede significar que todas ellas sean correctas.

Corrimiento gravitacional al rojo y velocidad de la luz

Por ejemplo, la vía del incremento de c para calcular el incremento de la longitud de onda total y, mediante su incremento porcentual, llegar al resultado correcto no demuestra que exista una velocidad superior a c.

Calculo corrimiento al rojo de la luz

De igual modo, que se pueda explicar matemáticamente el incremento de energía en función de la proporción con el incremento de velocidad, quedándonos una relación de incremento de energía respecto a la energía inicial semejante a la anterior, tampoco nos garantiza que se produzca el mencionado incremento en la velocidad de la luz.

Las explicaciones que, a mi juicio, revelan el proceso que ocurre en la realidad son las tres que expresan la transferencia energética que se produce y que a la luz, por su naturaleza, le supone un aumento de su frecuencia con su correspondiente corrimiento gravitacional al azul cuando se mueve hacia el centro del campo de gravedad y una disminución de su frecuencia con corrimiento gravitacional al rojo de la longitud de onda cuando se aleja del mismo.

Este efecto físico es exactamente el mismo que el de la curvatura de la luz o efecto de lentes gravitaciones de las estrellas, pues la única diferencia es la orientación espacial del movimiento de la luz. Si el movimiento de la luz es hacia la estrella o planeta se llama corrimiento al azul, o corrimiento al rojo si se aleja, y en caso de ser tangencial se denomina curvatura de la luz.

El hecho de que los fenómenos naturales de la precesión de la órbita de Mercurio, de la curvatura de la luz y del corrimiento al rojo o al azul se puedan explicar también por dilataciones temporales y curvaturas del espacio no significa que éstas ocurran necesariamente; sobre todo porque parece un poco arbitrario que ocurra una dilatación temporal en un caso y una contracción del espacio en otro en la Mecánica Relativista de Einstein.

Cálculo corrimiento al rojo por la energía de la luz

Si se acepta que la velocidad de la luz es constante respecto a su sistema de referencia natural y se cambia la definición de tiempo para independizarla de la frecuencia o energía del átomo de cesio, lo que realmente resultaría relativo o, mejor dicho, variable es la energía. No obstante, también habrá un cambio en la velocidad de la luz debido al cambio en las condiciones que definen el medio por el que se desplaza; es decir, si cambia el medio, la velocidad de la luz también varía.

En definitiva, el corrimiento hacia el rojo gravitacional se debe a un proceso de la gravedad bastante clásico de trasmisión de fuerzas y energías; dicho de otra forma, no es necesario estirar o dilatar el tiempo o el espacio.

Otros procesos similares de la luz

  • Efecto Doppler en la luz

    Al efecto Doppler de la luz también se le denomina efecto Doppler relativista para distinguirlo del efecto Doppler normal o de ondas mecánicas como las del sonido.

    Con la Física Global se debería pasar a llamar efecto Doppler global y volverá a ser de naturaleza mecánica, al dejar de relativizar el tiempo y el espacio.

    Con el paradigma actual relativista, los cálculos del efecto Doppler en la luz necesitan la relatividad del tiempo para representar que la velocidad de choque de un fotón con un objeto que se mueva sea mayor que *c* o menor en caso contrario.

    El efecto Doppler en la luz, como todos los procesos gravitacionales, debería mantener la equivalencia energética de las ondas electromagnéticas en el momento de su emisión, durante su movimiento –a velocidad constante en condiciones determinadas– y en el momento de su recepción final.

    Asimismo, la argumentación es la misma que en el corrimiento hacia el rojo gravitacional pero los detalles concretos son distintos y quizás más complejos porque intervenga más de un efecto energético en el efecto Doppler relativista. No sólo puede haber cambios en la velocidad sino también en el medio por el que se desplaza, éter luminífero y su relación con el éter global.

    Existe una diferencia esencial entre el efecto Doppler relativista y el de la Física Global, para la segunda existirá un efecto energético sobre el objeto en movimiento no respecto de un observador cualquiera sino respecto del sistema de referencia natural. Lo mismo pasará en cuanto al objeto receptor de la onda.

    En el caso de movimiento del objeto emisor, su velocidad implica una frecuencia del correspondiente orbital atómico de emisión más elevada que si estuviera en reposo, por lo tanto la onda tendrá una frecuencia más elevada por este efecto energético y con independencia de la dirección de emisión. La dirección de emisión tendrá su propio efecto.

    Por lo que se refiere al movimiento o velocidad real de emisión y de choque similar al efecto Doppler del sonido –por eso tiene el mismo nombre–, el problema ya señalado de la Teoría de la Relatividad es la imposibilidad de aceptar velocidades de la luz diferente de *c* incluso para estos casos tan evidentes.

    El caso del efecto Doppler de la luz cuando el que se mueve es el receptor no implica que la onda tuviese una frecuencia más elevada, la onda tenía la frecuencia que tenía con independencia del receptor, el posible efecto es que la energía de choque es mayor si la velocidad relativa galilea es mayor que *c* y menor en caso contrario, yo diría que como en un choque normal cuando uno va corriendo por la calle.

    Al igual que se ha visto en el apartado del corrimiento al rojo gravitacional, la cuantificación de estos procesos se puede realizar de muchas formas, unas más reales y otras más imaginarias o artificiales.

  • Corrimiento al rojo cosmológico

    En el movimiento o recorrido total de las ondas electromagnéticas se producen normalmente los tres procesos gravitacionales relativos al corrimiento al rojo. En primer lugar el efecto Doppler relativista de la luz, porque la estrella emisora suele estar en movimiento; en segundo lugar, el corrimiento al rojo gravitacional al abandonar o alejarse del campo gravitatorio de dicha estrella. Por su parte, en la recepción de la onda se producirán los efectos contrarios, el corrimiento al azul por acercarse a la Tierra y el corrimiento al rojo o al azul en función del movimiento de la Tierra.

    El tercer proceso gravitacional, que parece que todavía no está totalmente explicado, es un corrimiento hacia el rojo distinto, en cuanto que no se puede explicar con los dos anteriores y por eso se llama corrimiento cosmológico.

    No sé a qué puede ser debido ni si realmente se produce. Quizás tenga algo que ver con la tensión longitudinal del éter global –la estructura reticular de la materia–, la tensión de la curvatura longitudinal que provoca la fuerza de gravedad, o con ambas.

    El corrimiento cosmológico podría estar relacionada con la energía oscura y la materia oscura. El libro Astrofísica y Cosmología Global profundiza en dichos temas.

 

 

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