重力紅移是什麼意思

重力紅移（Gravitational Redshift）是愛因斯坦的廣義相對論中的一個預測，它描述了在強引力場中光線頻率的變化。這個效應是由於光線從強引力場中逃逸時，由於引力場的影響，光線的波長會變長，從而導致頻率降低。

簡單來說，重力紅移的原理是：當光線從一個強引力場中發出時，由於引力場的吸引作用，光線的頻率會降低，這導致光線的波長變長。這種效應是因為光線在引力場中傳播時，它的能量和動量會隨著距離的增加而減少，這導致了光線頻率的降低。

重力紅移的公式可以表示為：

[ \frac{f_1}{f_2} = \sqrt{\frac{1 - \frac{r_s}{r}}{1 - \frac{r_s}{r_0}}} ]

其中，( f_1 ) 和 ( f_2 ) 分別是光線在引力場中發出和接收時的頻率，( r ) 是光線發出點到引力場中心的距離，( r_0 ) 是光線接收點到引力場中心的距離，( r_s ) 是引力場中心的天體的史瓦西半徑。

重力紅移效應已經在實驗中得到了驗證，例如，通過測量地球表面和衛星之間的銫原子鐘的時間差，可以間接地驗證重力紅移效應。此外，重力紅移效應也是天文學中研究天體物理過程的重要工具之一。