25. ¿DÓNDE Y CUÁNDO OCURRE EL DESPLAZAMIENTO DOPPLER?

Nos adentramos en las matemáticas de (c+v)(c-v) a través del tema del Desplazamiento Doppler. Es un tema tan importante que las palabras no pueden expresar completamente su relevancia. Hasta ahora hemos visto sus efectos, pero ahora necesitamos comprender cómo ocurre. Después de todo, en la naturaleza debe existir un mecanismo que cause el Efecto Doppler. Sin una estructura subyacente, el Desplazamiento Doppler no podría ocurrir. ¿Cómo puede una onda electromagnética conocer la velocidad de su objetivo? ¿Cómo puede saber si su objetivo está en movimiento? ¿Cómo mantiene su velocidad c con respecto al objetivo? Estas no son las únicas preguntas. Hay preguntas aún más complejas. Echemos otro vistazo a la ecuación del cambio de longitud de onda en el Desplazamiento Doppler.

Desde el punto de vista de la ecuación, el tamaño de los objetos no es relevante. Ya sean cuerpos astronómicos masivos o partículas a nivel molecular, la ecuación permanece invariable. También se observa inmediatamente que el Desplazamiento Doppler es independiente de la distancia. Incluso si la distancia entre dos objetos es de cientos de años luz, la ecuación sigue siendo la misma. En ambos aspectos, el Desplazamiento Doppler tiene un gran parecido con la Ley de la Gravitación Universal y la Ley de Coulomb. El tamaño de la masa y la distancia entre los objetos no son factores determinantes.

A diferencia de la Ley de la Gravitación Universal y la Ley de Coulomb, la ecuación del Desplazamiento Doppler contiene una información sumamente importante. Esta información es la siguiente: la ecuación del Desplazamiento Doppler muestra claramente que el cambio en la longitud de onda ocurre en el momento de la emisión de la señal. Este es un conocimiento realmente asombroso. Ahora analicemos en detalle de qué se trata. 

Tomemos cualquier estrella que se encuentre a unos pocos años luz de la Tierra. Midiendo la longitud de onda de la luz proveniente de la estrella, detectamos un cambio en la longitud de onda y, en consecuencia, determinamos si la estrella se está acercando o alejando de nosotros, es decir, un caso estándar y común. Si analizamos con detenimiento, solo existen tres posibilidades en las que puede ocurrir un cambio en la longitud de onda.

  1. La longitud de onda cambia en el momento de la emisión de la señal.

  2. Después de que la señal ha salido, su longitud de onda cambia de alguna manera durante su trayecto.

  3. La longitud de onda no cambia, pero en el punto de llegada se percibe como si hubiera cambiado.

Analicemos las opciones una por una. 

La opción 2 es completamente irracional. ¿Por qué una onda electromagnética, después de haber salido de su fuente y viajando libremente por el espacio, cambiaría su longitud de onda por sí misma? ¿Dónde y cuándo ocurre este cambio? ¿La señal alargará o acortará su longitud de onda? ¿Por qué el cambio de la longitud de onda ocurre de acuerdo con la ecuación de Doppler? ¿Cómo puede una onda electromagnética realizar este cambio sin conocer su destino final? Como se puede ver, esta opción presenta demasiadas inconsistencias e incógnitas. Se pueden hacer suposiciones, pero mi recomendación es descartar esta opción. 

La opción 3, aunque tiene una base lógica, es completamente contraria a las realidades de la física. La longitud de onda no cambia, pero en el destino final se percibe como alterada. Para que esta opción sea válida, la velocidad de la señal con respecto al sistema de referencia del objeto receptor debería ser c±v (c+v si la fuente y el objeto se alejan, y c-v si se acercan). Solo en ese caso se podría medir una diferencia en la longitud de onda, y esta es una conclusión muy clara. Sin embargo, sabemos con certeza que la velocidad de una señal entrante con respecto al sistema de referencia del objeto receptor siempre es c, por lo que esta opción se descarta. No tiene la menor posibilidad de ser correcta.

Como podemos ver, tras un breve análisis, somos conducidos directamente a la primera opción. El cambio en la longitud de onda de la señal ocurre en el momento de su emisión. Por lo tanto, a partir de este punto, debemos buscar respuestas a las preguntas contenidas en la primera opción. Nos enfrentamos a preguntas realmente complejas que requieren respuestas. Las más difíciles entre ellas son las siguientes:

  1. ¿Cómo puede una onda electromagnética conocer su destino en el momento de su emisión?

  2. ¿Cómo se transmite al emisor de la onda electromagnética la información de que su destino está en movimiento? 

  3. Si el destino se mueve en relación con la fuente, ¿cómo puede la onda electromagnética ajustar su velocidad para que siempre sea "c" con respecto al objetivo?

  4. ¿Cómo puede una fuente de señal, fabricada con una frecuencia f0 y una longitud de onda λ0 predeterminadas, emitir ondas con diferentes longitudes de onda?

  5. Si estas preguntas pueden responderse, ¿cómo se logra esto incluso cuando la distancia entre la fuente y el objetivo es increíblemente grande, llegando a miles, millones o incluso miles de millones de años luz?

Ahora respondamos en orden, 
Hummmmm,........ ejem....... ¡Cof cof cof!..........., bueno..........., es decir................., ¡¡Cof cof!!.. , hmmmm.........., cof cof,......, cof cof..........., ¡¡COF COF COF!!.....

DESCANSO. En este punto, debemos hacer una pausa obligatoria. Para responder a estas preguntas, necesitamos más información.

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