17. Гравитационное красное смещение
Рассмотрим монохроматическое излучение покоящегося атома, находящегося в статическом гравитационном поле. Длина волны излучаемого света соответствует определенному значению 
. Поскольку атом покоится, в статической системе координат типа системы, использовавшейся в разд. 16, имеем
где 
— период, т. е. время между соседними максимумами, отнесенное к выбранной системе координат.
При распространении света в другую область пространства 
не изменяется. Величина 
— не то же самое, что период некоторой спектральной линии атома, находящегося в данной точке. Эту роль играет 
. Таким образом, период зависит от гравитационного потенциала 
в той точке, где свет был излучен:
Множитель 
описывает смещение спектральной линии. В ньютоновом приближении (16.6) имеем
Значение V отрицательно в области сильного гравитационного поля, например, на поверхности Солнца. Поэтому свет, излучаемый на Солнце, смещен относительно света, излучаемого на Земле, в красную часть спектра. Этот эффект можно было бы наблюдать для света от Солнца, если бы он не терялся на фоне других физических эффектов, таких, как эффект Доплера, возникающий из-за движения излучающих атомов. Красное смещение более заметно для света от белых карликов, где вследствие высокой плотности материи гравитационный потенциал на поверхности звезды гораздо выше.
