Красное гравитационное смещение частоты фотонов

При приближении света к телам, создающим гравитационное поле, частота света убывает с увеличением абсолютной величины потенциала поля.

Для частоты света в гравитационном поле можно записать:

где v — частота света с точки зрения неподвижного наблюдателя, Vo — частота света в подвижной системе отсчета.

Так, если свет испускается в точке с потенциалом (pi и приходит в точку с потенциалом ср2, то линии спектра смещаются в сторону красного цвета на величину.

Если на Земле наблюдать спектр, испускаемый Солнцем и звездами, то |(р21 < |(р 11 и Av < 0, т. е. смещение происходит в сторону меньших частот (красный спектр) (рис. 11.3).

Рис. 11.3. Гравитационное смещение спектра в сторону меньших частот

Этот факт был доказан в ещё 1960 г. с помощью эффекта Мессбауэра и подтверждается ОТО с точностью до 1%.

Отклонение световою луча массивными телами

ОТО объясняет вдвое большее отклонение светового луча вблизи массивных тел, чем это предсказывала теория Ньютона (рис. 11.4). Эксперимент был проведен ещё в 1919 г. Световой луч вблизи одной из планет отклонился на 1,75″, тогда как по теории Ньютона искривление должно было произойти на 0,87″, т. е. вдвое меньше.

Рис. 11.4. Отклонение светового луча в гравитационном поле массивных тел