Gravitaatiopunasiirtymälaskuri

Tietoa tästä laskurista

Tämä laskuri käyttää gravitaatiopunasiirtymän heikon kentän approksimaatiota, z ≈ G·M/(r·c²), joka on johdettu yleisen suhteellisuusteorian Schwarzschildin metriikasta tapaukseen, jossa gravitaatiokenttä ei ole äärimmäinen (kaukana mustan aukon tapahtumahorisontista). Se kuvaa, miten gravitaatiokuopasta ylös kiipeävä valo menettää energiaa ja siirtyy pidemmille (punaisemmille) aallonpituuksille, koska fotonin taajuus kaukaisen havaitsijan mittaamana riippuu siitä, kuinka syvällä gravitaatiokuopassa se on lähetetty.

Astrofyysikot käyttävät tätä kaavaa ennustaakseen valkoisten kääpiöiden ja neutronitähtien valon punasiirtymän, jossa ilmiö on mitattavissa, ja se on sama fysiikka, joka on GPS-satelliittien pienten mutta ratkaisevien kellokorjausten taustalla: niiden kiertoradalla olevat kellot käyvät maan kelloihin nähden nopeammin, koska ne sijaitsevat korkeammalla Maan gravitaatiokentässä, ja ilmiön kumoaa vain osittain niiden kiertonopeuden aiheuttama hidastuminen. Yleistä suhteellisuusteoriaa opiskelevat fysiikan opiskelijat käyttävät sitä helposti lähestyttävänä aloituspisteenä ennen täyden Schwarzschildin kaavan käsittelyä.