Doppler-Effekt und Rotverschiebung: Klassische Theorie und Einsteinsche Effekte (essentials)

Der Doppler-Effekt ist die Frequenzänderung von Wellen bei einer Relativgeschwindigkeit von Sender und Empfänger. So wird die Sirene einer Feuerwehr bei einer Vorbeifahrt deutlich tiefer. Der klassische Doppler-Effekt erlaubt es, den Bewegungszustand des Trägermediums der Wellen zu bestimmen. Für Licht im Vakuum ist die relativistische Gangverzögerung einer bewegten Uhr zu berücksichtigen. Die Frequenzverschiebung hängt dann nur von der Relativgeschwindigkeit ab. Es gibt keinen Bewegungszustand des Vakuums. Der Leser wird in die Lichtausbreitung in Gravitationsfeldern eingeführt. Die Autoren demonstrieren, dass Licht von kompakten Quellen eine gravitative Rotverschiebung erfährt und dass um Schwarze Löcher eine unendliche Rotverschiebung zu beobachten ist. Der Leser erfährt, warum im Kosmos zusätzlich eine kosmologische Rotverschiebung auftritt.