Corrimiento al Rojo
El corrimiento al rojo es el estiramiento de la luz hacia longitudes de onda más largas y rojas, lo cual muestra que una galaxia o estrella se aleja del observador.
Definition
El corrimiento al rojo es el estiramiento de la luz de algo que se aleja de nosotros, lo que desplaza el patrón de colores de su luz hacia el extremo rojo del espectro; la luz de un objeto que se acerca se desplaza al azul en cambio. Los astrónomos lo detectan comparando las líneas espectrales de la luz de una galaxia con las mismas líneas medidas en un laboratorio, y casi todas las galaxias distantes muestran corrimiento al rojo, lo cual es la evidencia de que el universo se expande. Se define como $z = (\lambda_{\text{observed}} - \lambda_{\text{emitted}})/\lambda_{\text{emitted}}$, y para velocidades pequeñas sigue la relación Doppler $z \approx v/c$. El corrimiento al rojo cosmológico no es movimiento a través del espacio sino el estiramiento de las longitudes de onda por la expansión del espacio mismo, $1 + z = a(t_{\text{now}})/a(t_{\text{emitted}})$, y el corrimiento al rojo gravitacional es un tercer tipo causado por la luz al salir de un pozo gravitacional.
Example
Una sirena baja de tono cuando una ambulancia se aleja manejando, y la luz se desplaza hacia el rojo de manera similar cuando su fuente se aleja. El hidrógeno emite una línea roja a $656\ \text{nm}$ en un laboratorio; en una galaxia distante esa línea podría llegar a $670\ \text{nm}$, mostrando que la galaxia se aleja. Una galaxia cuya línea hidrógeno-alfa se observa a $721.9\ \text{nm}$ en lugar de $656.3\ \text{nm}$ tiene $z = 65.6/656.3 \approx 0.10$, y las galaxias confirmadas más distantes tienen $z$ superior a $10$, lo que significa que su luz se ha estirado a más de $11$ veces su longitud de onda emitida.
Key Insight
El corrimiento al rojo no significa que una galaxia se vea roja a simple vista; significa que todo el patrón de sus líneas espectrales se ha movido un poco hacia el rojo. Cuanto mayor es el corrimiento al rojo, más lejos está la galaxia y más atrás en el tiempo la estamos viendo, así que el corrimiento al rojo es a la vez un velocímetro y una regla de distancia. A corrimientos al rojo altos, $z$ ya no se traduce en una velocidad simple: una galaxia con $z = 10$ no se mueve a diez veces la velocidad de la luz, sino que su luz fue emitida cuando el universo era $11$ veces más pequeño que ahora.