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Digamos que yo estoy aquí. Voy a plantear dos supuestos.
Yo soy un observador que está aquí. Este soy yo.
Y después... Mejor aún, voy a dibujar solamente mi ojo.
Porque vamos a estar observando luz.
Así que solo voy a dibujar mi ojo. Este soy yo
en el primer supuesto y este es uno de mis ojos.
Y este es uno de mis ojos en el segundo supuesto.
En el primer supuesto, (dejadme que lo dibuje), en ambos supuestos vamos
a tener un objeto. Vamos a tener algún tipo de fuente de luz,
pero en el primer supuesto (en relación a mí), la fuente de luz
no se moverá, mientras que en el segundo supuesto
la fuente de luz, simplemente por poner el caso,
solo por diversión, se moverá a la mitad de la velocidad de la luz.
Una velocidad inimaginable, pero imaginemos que es así.
Así que tiene una velocidad igual a la mitad de la velocidad de la luz...
Se aleja de mí a la mitad de la velocidad de la luz.
Se aleja de mí, que soy el observador.
Ahora imaginemos qué es lo que ocurriría. Ambas están emitiendo
luz y ambas van a empezar a emitir luz
exactamente a la vez. Y cuando empiezan a
emitir luz, están exactamente a la misma
distancia de mi ojo. La única diferencia es que
en relación a mí esta es fija,
mientras que esta se aleja de mí
a la mitad de la velocidad de la luz.
Digamos que después de un tiempo, la onda de luz
procedente de esta fuente llega a mi ojo,
y es algo parecido a esto. Voy a intentar dibujarla
lo mejor posible. Voy a dibujar un par de longitudes de onda.
Aquí media longitud de onda, una longitud de onda completa,
otra media longitud de onda, una longitud de onda completa,
otra media, otra completa, y luego otra media,
y otra completa. A ver si puedo dibujarla.
Así que sería: longitud de onda completa, longitud de onda completa,
longitud de onda completa, (no es nada fácil de hacer),
y luego tenemos algo parecido a esto, la forma de la onda real.
El frente de la onda llega a mi ojo.
Luego, mientras las ondas continúan más allá de mi ojo,
mi ojo va a percibir algún tipo de longitud de onda
o frecuencia, y la va a percibir de algún color,
asumiendo que estemos en alguna zona invisible
del espectro electromagnético.
Ahora, imaginad lo que va a suceder con esta otra fuente.
Lo primero es que el frente de la onda
va a llegar a mí exactamente a la vez.
Algo sorprendente sobre el recorrido de la luz,
en general o específicamente en un vacío,
es que no importa que esto se esté alejando de mí
a la mitad de la velocidad de la luz.
La luz seguirá moviéndose hacia mí a la velocidad de la luz.
Es absoluto, no importa que esto se esté alejando de mí
a 0,9 la velocidad de la luz. La luz seguirá viajando
hasta mí a la velocidad de la luz.
No es nada intuitivo, porque en nuestra sensación habitual,
si yo me alejo de ti a la mitad de la velocidad de una bala,
y disparo una bala, la bala solo se va a mover hacia ti
(la mitad de su velocidad se sustraerá) a la mitad de su velocidad normal
en relación a cualquier cosa que esté quieta. Pero esto no es lo que sucede con la luz.
Pensemos en cómo sería la onda.
Así que cuando la luz llegase a este punto...
Bueno, voy a dibujar esto de nuevo aquí, voy a dibujar este ojo de nuevo.
Este soy yo de nuevo. Así que para cuando la luz llegue
a mi ojo, este tipo de aquí habrá viajado la mitad de esta distancia.
Si llevo luz durante un tiempo para llegar hasta aquí,
este tipo llegará la mitad de lejos en el mismo tiempo.
Así que, para cuando la luz llegue a mi ojo
este tipo habrá viajado la mitad de esta distancia.
Habrá llegado hasta aquí.
Pero empezaron emitiendo luz a la vez.
Así que ese primer fotón (si pudieras ver la luz como una partícula)
llegará a mi ojo exactamente a la vez
que el primer fotón de este tipo de aquí.
Así que la onda básicamente se va a alargar.
Vamos a seguir teniendo una, dos, tres, cuatro
longitudes de onda completas, pero ahora van a estar estiradas.
A ver si puedo dibujar cuatro longitudes de onda completas.
Media por aquí, voy a dividir cada una de estas por la mitad,
así que cada una de estas va a ser una longitud de onda completa
y luego van a tener media longitud de onda entre medias.
Y la onda va a tener esta forma.
Voy a intentar dibujarla lo mejor posible... Esto es lo más complicado,
dibujar la onda estirada.
Y aquí está, va a tener esta forma.
Así que cuando llegue a mi ojo, mi ojo la va a percibir
como si tuviera una longitud de onda más larga, aunque
desde la perspectiva de cada uno de estos objetos, si viajas con cada uno de ellos,
la frecuencia y la longitud onda de la luz emitida es la misma.
La única diferencia es que este objeto se aleja de mí,
o yo me alejo de él,
dependiendo de cómo queráis verlo, mientras que yo estoy quieto,
o el objeto está quieto... Bueno en este primer caso
tanto el observador como el objeto están quietos.
¿Y qué es lo que mi ojo va a ver en esta situación?
Mi ojo va a percibir cada uno de estos pulsos sucesivos, o cada uno
de estos trenes de onda sucesivos y va a decir: "Aquí se percibe
una longitud de onda más larga y se percibe una frecuencia más baja".
¿Qué es lo que haría esto a la percepción de la luz?
Digamos que esto es luz verde.
Si estamos quietos con el observador sería luz verde.
Vamos a ver el espectro electromagnético. (Lo he sacado de Wikipedia).
Si estuviera quieto con el observador,
estaríamos en la parte de la luz verde del espectro,
a una longitud de onda de 500 nanómetros. Pero si de repente,
ya que el objeto se aleja de mí a gran velocidad,
la longitud de onda percibida se vuelve más amplia. Así que mi percepción
es que va a tener una longitud de onda más amplia. Y se puede ver
lo que está pasando, que va a parecer más roja. Se va a mover
hacia la parte roja del espectro.
Y este fenómeno se llama "corrimiento al rojo".
Es el CORRIMIENTO AL ROJO.
He hecho varios vídeos en la lista de Física
sobre el efecto Doppler, y ahí hablo sobre las ondas sonoras
y la frecuencia del sonido percibida cuando
algo se mueve hacia ti en oposición a cuando se aleja de ti.
Esta es la misma idea, es el efecto Doppler aplicado a la luz.
Y la razón por la que el efecto Doppler funciona con la luz
que viaja en el espacio, y para el sonido que viaja
a través del aire, es que una onda sonora en el aire,
da igual si la fuente se aleja o se acerca a ti,
la onda sonora se va a mover a la velocidad del sonido
en el aire, a una determinada presión, etc.
¡Y con la luz ocurre lo mismo! Pero en un vacío siempre...
da lo mismo lo que haga la fuente, la onda luminosa
va a viajar siempre a la misma velocidad. La única diferencia
es que su frecuencia y longitud de onda percibidas
van a cambiar. Y la razón
por la estoy hablando sobre esto, es que podáis emplear
esta propiedad de la luz (que adquiere el corrimiento al rojo),
para determinar si las cosas se alejan o se mueven hacia vosotros.
La gente habla del corrimiento al rojo porque, sinceramente,
muchas cosas se están alejando de nosotros y esa es una
de las razones por las que tendemos a creer en el Big ***.
El efecto contrario, si algo estuviera moviéndose hacia mí
a una velocidad elevadísima, entonces tendríamos algo llamado
corrimiento al violeta. La frecuencia se incrementaría y tendría un aspecto
más azulado o morado. La otra característica que quiero señalar
es que el fenómeno de corrimiento al rojo, esta idea, no se aplica
únicamente a la luz visible. Podría aplicarse incluso
a cosas que no vemos. Así que se volvería más roja (la luz),
pero no es como si pudieras verla, ¡podría incluso
aplicarse a cosas que son más rojas que el rojo!
A lo mejor lo que se está emitiendo es una microonda pero,
como la fuente se aleja de nosotros tan deprisa,
se percibe como una onda electromagnética.
De hecho (debería haber hablado de esto en el vídeo
sobre la radiación de fondo de microondas),
lo percibimos como microondas, pero las fuentes se
alejaban de nosotros. Iban hacia el corrimiento al rojo.
Así que, de hecho, no estaban emitiendo radiación de microonda.
Solo lo que vemos (esto es lo que se predecirá en base al Big ***)
es radiación de microonda auténtica. Espero que esto os de
una idea de lo que es el corrimiento al rojo. Y ahora podemos emplearlo
para explicar porqué pensamos que muchas cosas se están
alejando de nosotros. Y ahora voy a asegurarme de que captéis la idea.
Si tengo dos objetos, digamos que son dos soles,
(o dos galaxias, da igual) y debido a otras propiedades
(de las que no voy a hablar ahora mismo) sabemos que
probablemente están emitiendo luz del mismo color, porque conocemos
otras propiedades de esa estrella o galaxia.
Si nosotros lo que percibimos en realidad es que esta de aquí
es más roja que esta otra, entonces sabemos que se
está alejando de nosotros. Y cuanto más roja sea y más expandida esté
su longitud de onda, en relación a esta otra estrella, más rápido sabremos
que se está alejando de nosotros.