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科学探索

广义相对论的验证,计算太阳的引力红移

科学探索万象经验2023-05-08

爱因斯坦说,太阳表面其实有一个钟,那就是光钟。不同元素发出的光其实都是以不同的频率振荡的钟,由于太阳的时间变慢了,所以光的频率就会变低。因此,同一根光谱线,在地球实验室拍的和在地球拍太阳的会不一样,后者会产生红移。

如图所示,在太阳表面和地球表面分别有静止的光源和静止的观察者。光源在坐标时刻t1发出一个光子,观察者在坐标时刻t2接收到这个光子。光源在坐标时刻t1'又发出一个光子,观察者在坐标时刻t2'接收到这个光子。在稳态时空中,我们可以得到以下关系:

应该注意的是,上面的时间是坐标时,而我们真实经历的时间是固有时。固有时和坐标时之间有以下关系: