Corrimiento al rojo

Cualquier incremento en la longitud de onda se llama «corrimiento hacia el rojo», incluso aunque ocurra en regiones del espectro correspondientes a radiaciones electromagnéticas no visibles, como los rayos gamma, los rayos X o la radiación ultravioleta.Aunque la observación de tales desplazamientos hacia el rojo —o su equivalente hacia el azul— tiene numerosas aplicaciones terrestres (p.ej., radar Doppler y pistola radar),[1]​ la espectroscopia astronómica utiliza los corrimientos al rojo Doppler para determinar el movimiento de objetos astronómicos distantes.La historia del corrimiento al rojo empezó con el desarrollo en el siglo XIX de la mecánica ondulatoria y el estudio del fenómeno asociado con el efecto Doppler, un efecto llamado así después de que Christian Andreas Doppler ofreciera la primera explicación física conocida para el fenómeno en 1842.[5]​ La hipótesis fue probada y confirmada mediante ondas sonoras por el científico neerlandés Christophorus Buys Ballot en 1845.[9]​ En 1901 Aristarj Belopolsky verificó el corrimiento al rojo óptico en el laboratorio utilizando un sistema de rotación especular.[11]​ Empezando con las observaciones en 1912, Vesto Slipher descubrió que muchas nebulosas espirales tenían considerables corrimientos al rojo.[14]​ Hoy son consideradas fuertes pruebas para un Universo en expansión y la Teoría del Big Bang.Los desplazamientos al rojo no pueden ser calculados observando características sin identificar cuyas frecuencias residuales son desconocidas o con un espectro que no tiene características o ruido blanco (fluctuaciones aleatorias en un espectro.Contrariamente, en los corrimientos al rojo (z > 0), el efecto Doppler está asociado a objetos alejándose del observador con la luz desplazándose hacia energías menores.Un simple fotón propagado a través del vacío puede desplazarse hacia el rojo de varias maneras distintas.Estos mecanismos son descritos mediante transformaciones galileanas, lorentzianas o relativistas entre un sistema de referencia y otro.[15]​ Como resultado, los fotones propagándose a través del Universo en expansión son extendidos, creando el corrimiento al rojo cosmológico.[22]​ Estas galaxias no están retrocediendo simplemente por medio de una velocidad física alejándose del observador, en vez de ello, el espacio que interviene se está extendiendo, lo que cuenta lara la isotropía a gran escala del efecto demandado por el principio cosmológico.(Obviamente, hay problemas dimensionales con el modelo, ya que las bolas de cojinetes deberían estar en la hoja y el corrimiento al rojo produce velocidades mayores que las del efecto Doppler si la distancia entre dos objetos es lo suficientemente larga.).[26]​ En particular, el corrimiento al rojo Doppler está acotado por la relatividad especial; con lo que v > c es imposible mientras, en contraste, v > c es posible para corrimientos al rojo cosmológicos porque el espacio que separa los objetos (p.ej.un cuásar desde la tierra) se puede expandir más deprisa que la velocidad de la luz.que se puede rescribir como Usando la definición de corrimiento al rojo proporcionado más arriba, se obtiene la expresión del corrimiento al rojo cosmológico en función del factor de escala que se estaba buscando: En un universo como el que habitamos que se expande, el factor de escala aumenta monótonamente con el tiempo, así, z es positivo y las galaxias distantes aparecen con corrimiento al rojo.Esto se conoce como el corrimiento al rojo gravitacional o desplazamiento Einstein.Por estas y otras razones, el consenso entre los astrónomos es que los desplazamientos al rojo que observan son debidos a alguna combinación de estas tres formas establecidas de desplazamientos al rojo estilo Doppler.[36]​ Cuando los datos fotométricos son los únicos disponibles (por ejemplo, en el Campo Profundo del Hubble y el Campo Ultra Profundo del Hubble), los astrónomos confían en una técnica de medida de desplazamientos al rojo fotométricos.Las observaciones de tales desplazamientos al rojo y al azul han permitido a los astrónomos medir velocidades y parametrizar las masas de las órbitas estelares en binarias espectroscópicas, un método empleado por primera vez en 1868 por el astrónomo británico William Huggins.[46]​ Los núcleos luminosos puntuales de los quasares fueron los primeros objetos "altamente-desplazados al rojo"(En torno al año 1912, mientras Hubble correlaba las medidas de Slipher con las distancias las midió por otros medios para formular su Ley.En el modelo ampliamente aceptado basado en la relatividad general, los desplazamientos al rojo es sobre todo un resultado de la expansión del espacio: esto significa que el más allá de una galaxia es desde nosotros, la mayoría del espacio se ha expandido en el tiempo desde que la luz dejó la galaxia, así que la mayoría de la luz se ha extendido, la mayoría de la luz se ha desplazado al rojo y así pacece que se está moviendo desde nosotros.Con la aparición de los telescopios automatizados y las mejoras en los espectroscopios, se han realizado varias colaboraciones para mapear el Universo en el corrimiento al rojo del espacio.Estas observaciones suelen medir propiedades de la estructura a gran escala del universo.[55]​ Los objetos con los mayores desplazamientos al rojo son las galaxias y las ráfagas de rayos gamma.[56]​ El objeto que anteriormente era considerado con mayor desplazamiento hacia el rojo es la galaxia UDFy-38135539, con un valor de z=8.6.Si ocurre la dispersión múltiple o las partículas dispersadas tienen movilidad relativa, entonces generalmente también se produce distorsión de línea espectral.[2]​ De forma similar la dispersión de Rayleigh causa el enrojecimiento atmosférico del Sol visto en el amanecer o el ocaso y causa que el resto del cielo tenga un color azul.