Efecto Doppler
Hay un efecto muy conocido por nosotros que consiste en el cambio de frecuencia del sonido cuando la fuente se acerca o se aleja de nosotros. El paso de un avión por encima de nuestras casas, el paso de un automóvil de fórmula 1 frente al micrófono, el paso de una ambulancia con su sirena prendida cerca nuestro y el cruce de nuestro auto con otro en sentido contrario en la ruta son ejemplos del efecto Doppler en el sonido. Este efecto consiste en que cuando la fuente de sonido se acerca al detector el sonido registrado es más agudo que el que emite la fuente, mientras que cuando la fuente se aleja del detector, el sonido registrado es más grave. Es fácil de comprender si se piensa en una máquina que expulsa una pelotita de tenis una vez por segundo. Si esta máquina se ubica a cierta distancia del alumno de tenis, por ejemplo, éste recibirá una pelotita por segundo. Pero si en determinado momento la máquina comienza a acercarse al alumno con cierta velocidad, aunque la máquina siga expulsando una pelotita por segundo, al alumno le llegarán con mayor frecuencia. El motivo es que aunque la segunda pelotita es expulsada por la máquina luego de transcurrido un segundo de expulsar la primera, esta segunda pelotita fue expulsada más cerca del alumno, por lo tanto la segunda pelotita le llegará al alumno antes que si hubiera sido expulsada con la máquina en reposo. El efecto contrario ocurre si la máquina se aleja del alumno. Las pelotitas le llegarán más espaciadas, y por lo tanto con menor frecuencia. En el caso del sonido lo que cumple el papel de las pelotitas de tenis es el pico de la onda de presión.
Si tomamos en cuenta que la luz también se presenta con características ondulatorias podemos inferir que habrá efecto Doppler lumínico. Esta vez si la fuente de luz se acerca, su frecuencia será más grande que si la fuente estuviera en reposo respecto del observador. Si en cambio la fuente se aleja, la frecuencia será menor. En términos cromáticos, si la fuente se acerca habrá un corrimiento hacia el azul de las frecuencias emitidas y si se aleja, habrá un corrimiento al rojo.
En el caso de la sirena de una ambulancia aun cuando al alejarse se escuche más grave que cuando se acerca, el sonido no deja de ser el sonido de una sirena, típicamente agudo. Del mismo modo si una estrella se aleja, la modificación de la frecuencia de emisión es bastante sutil de modo que su color no cambia, sino que las frecuencias que son típicas del hidrógeno en el laboratorio han quedado corridas una pequeña fracción en dirección hacia frecuencias menores.
Cuanto mayor es la rapidez tanto mayor es el desplazamiento en frecuencias.
Finalmente tenemos información de la dinámica de nuestro universo. Si una estrella está en reposo respecto de nuestro sol, sus líneas de emisión, es decir la emisión de sus gases, estará ubicada del mismo modo que está ubicada en el espectro del sol. Si se acerca a nuestro sistema solar, sus líneas de emisión estarán desplazadas levemente hacia las frecuencias mayores, y si se aleja, hacia las frecuencias menores, es decir hacia el rojo.
El efecto Doppler se constituye en nuestro nuevo instrumento de medida.
Primero fue el ángulo de paralaje para el mapa de nuestra galaxia, luego la correlación luminosidad-período de las estrellas cefeidas para el resto de las galaxias, más tarde la emisión y absorción para las nubes de polvo y ahora el efecto Doppler para determinar la danza de las estrellas y las galaxias. El mapa crece en extensión, crece en elementos representados y ahora, adquiere movimiento.
Este efecto fue descubierto y explicado por el físico austriaco Christian Johann Doppler en 1842.