Gravitationsrotverschiebungs-Rechner

Über diesen Rechner

Dieser Rechner verwendet die Näherung für schwache Felder der Gravitationsrotverschiebung, z ≈ G·M/(r·c²), die aus der Schwarzschild-Metrik der allgemeinen Relativitätstheorie für den Fall abgeleitet ist, dass das Gravitationsfeld nicht extrem ist (weit entfernt vom Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs). Sie beschreibt, wie Licht, das aus einem Gravitationsfeld herausklettert, Energie verliert und zu längeren (röteren) Wellenlängen verschoben wird, weil die Frequenz eines Photons, von einem weit entfernten Beobachter gemessen, davon abhängt, wie tief im Gravitationsfeld es emittiert wurde.

Astrophysiker nutzen diese Formel, um die Rotverschiebung des Lichts von Weißen Zwergen und Neutronensternen vorherzusagen, wo der Effekt messbar ist. Es ist dieselbe Physik, die hinter den winzigen, aber entscheidenden Uhrenkorrekturen für GPS-Satelliten steht, deren Borduhren im Vergleich zu Uhren am Boden vorgehen, weil sie sich höher im Gravitationsfeld der Erde befinden – ein Effekt, der durch die Verlangsamung infolge ihrer Bahngeschwindigkeit nur teilweise ausgeglichen wird. Physikstudenten, die die allgemeine Relativitätstheorie lernen, nutzen sie als leicht zugänglichen Einstieg, bevor sie sich an die vollständige Schwarzschild-Formel wagen.