El Efecto Dopler

El efecto Doppler y el corrimiento al rojo de los espectros estelares.

Introducción

En el principio de los tiempos toda la materia del universo se hallaba concentrada en un punto únicamente. En esos momentos tanto la gravedad como el calor producido eran infinitos, una singularidad, la podríamos llamar.

En el siguiente instante ese punto en el que se contenía toda la materia hizo explosión y la arrojó hacia todas direcciones de modo que todo ese polvo se fue dispersando y se alejó entre sí, en ocaciones se juntó en grandes concentraciones y al cabo de milenios llegó a formar lo que ahora conocemos como galaxias; e incluso nuestro planeta es el resultado del colapso entre cualquier cantidad de esa materia. Se ha descubierto desde años atrás que estos conglomerados de materia siguen alejándose, o por lo menos eso demoestra la luz que nos llega desde estos distantes objetos.

¿Qué es?

Recuerdo alguna conferencia divulgativa sobre astronomía un concepto sobre los espectros electromagnéticos de ciertas estrellas que presentaban un extraño corrimiento hacia el rojo, es decir que dichos espectros estelares tienen estructuras normales pero con la peculiaridad de que sus longitudes de onda se encuentran mucho más cerca de aquellos valores correspondientes a los tonos rojizos (6,600 A aproximadamente). Sorprendentemente dicho efecto se presentaba según nos explican los científicos debido a que tales estrellas se alejaban de nosotros. No es el cometido del presente trabajo el dar una explicación detallada de cómo lo lograron, simplemente presentar un par de definiciones y dejar al lector las deducciones correspondientes.

Primera definición.

Si una fuente luminosa emite n vibraciones por segundo, la luz que llega de ella tendría una longitud de onda l=c/h. Si la fuente se acerca llegarían más vibraciones por unidad de tiempo, pero si se alejara las mismas llegarían más espaciadas. Esto hace que las longitudes de onda se modifiquen en la siguiente forma:

lobs-l=Dl

donde lobs>l si la fuentese aleja y lobs<l si la fuente se acerca. La relación entre la velocidad de la fuente, v y el Dles

llamada también fórmula de Doppler. Si la velocidad v es muy grande, la fórmula debe ser substituída por la fórmula relativista:

Para pequeñas velocidades (v < 40,000 km/s) las dos fórmulas dan resultados que difieren menos del 1%.

Esta definición es bastante sencilla y comprensible. La siguiente no lo es tanto pero la hallé más completa; los siguientes párrafos son extraídos de un libro sobre la teoría relativista.

Definición relativista.

Supóngase que se observa un fotón en un sistema en el que la fuente de la luz (la estrella en cuestión) está en reposo. La llamaremos a éste: sistema transformado, en dicho sistema (de referencia) la frecuencia de la luz forma un ángulo q con respecto al eje x'. El impulso y la energía del fotón pueen entónces describirse por las ecuaciones:

En donde

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