引力紅移研究方法

引力紅移研究方法是通過測定引力紅移量研究天體質量和時空結構的科學方法。引力紅移指光源發出的光線在向較小的引力場傳播中,將使其譜線向長波方向(紅端)偏移的現象,是1916年愛因斯坦根據廣義相對論提出的三大預言之一。最初在白矮星的光譜中發現這種現象,且引力紅移的大小與相對論的理論值相符合。若發光體和觀測者所處的引力場不同時,觀測者所接收到的是頻率已發生變化的光:若發光體所處的引力場大於觀測點的引力場,則光頻變小,波長增加,譜線紅移;反之則出現紫移。這種現象反映引力場內時空結構變化的實質。

按廣義相對論原理,在引力場中,光振動要變慢,對應的波長變長。不同的引力場有不同的時空曲率,引力越大,時間越慢,空間越彎曲。引力場內周期運動的變慢,正是時間變慢的反映。其觀測方法是用攝譜儀拍下天體的光譜,求出紅移量,扣除運動紅移及其他因素引起的紅移,便得到引力紅移。引力紅移不僅可為確認天體質量提供依據,也可為研究天體的時空結構提供信息。

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