Spettro del Sole e righe di Fraunhofer
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                  ( foto da: http://it.wikipedia.org/wiki/Sole )
Supponiamo di avere un oggetto massivo che emette luce … il suo campo gravitazionale interagisce con i fotoni scambiando azioni che si traducono in cambiamenti di energia … ma se un fotone cambia energia, allora cambia la sua frequenza ("red-shift") … 

L’ambito più naturale in cui trovare il “red-shift gravitazionale” è nelle righe degli spettri delle stelle. Esso può essere riscontrato nella stella Sole. 
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Righe di Fraunhofer nello spettro del Sole ... esse sono dovute a risonaze di atomi a frequenze definite ... il "red-shift gravitazionale" ne causa uno spostamento misurabile con precisione ... 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Anche la Terra causa uno spostamento delle righe spettrali ...
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Tentativi di misura sulle righe spettrali del Sole sono stati fatti, ma le migliori misure risultano dal red-shift causato dalla Terra. 

Essa è molto meno massiva del Sole, ma nostra dimora abituale e pertanto si possono predisporre schemi di misura molto sofisticati. 

In particolare si può pensare di misurare lo spostamento delle righe dello spettro tra una sorgente a terra ed una nello spazio ad una notevole altezza. 

Naturalmente questa è una misura di oggi, in quanto presuppone una consolidata tecnologia per quanto riguarda i satelliti artificiali.. 

L’esperimento che andiamo a descrivere comporta un elemento a terra ed uno in orbita all’altezza di 10.000 metri. 

Vediamo lo schema di misura: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Schema di misura del "red-shift gravitazionale" mediante sorgenti "maser a idrogeno"
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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"red-shift gravitazionale": metodo di calcolo
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Il generatore di segnale è una sorgente maser ad idrogeno, coerente e stabile. 

La sorgente nello spazio trasmette con fo e il segnale viene ricevuto a Terra con due componenti di spostamento: 

    una dovuta all’effetto doppler a causa delle diverse velocità (V1 a terra e V2 nello spazio), 
    l’altra è legata alla differenza di potenziale gravitazionale tra terra e 10.000 metri …
è proprio questa che ci interessa. 

La sorgente a terra trasmette con fo e viene ripetuta dallo spazio verso terra … 

    i due effetti doppler si sommano, 
    i due effetti gravitazionali si annullano.
Rimane dunque il doppio dell'effeto doppler. Lo si dimezza e lo si sottrae all'altro: rimane una funzione che contiene solo la variabile gravitazionale ... 

Questo metodo consente di misurare la componente gravitazionale con una confidenza di due parti su 10.000. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
"red-shift gravitazionale": calcolo di dettaglio, sistema "mks"
 
 
z ( formule:  James B. Hartle - "Gravity" - Addison Wesley 2003)