無限紅移面

無限紅移面是指光在這個面上發生無限紅移，即光從一個邊界射出後到達任意地點的波長為無窮大，這一邊界就是無限紅移面

無限紅移面一般出現於黑洞時空，然而，閔氏時空也有存在無限紅移面的穩態參考系。

基本介紹

• 中文名：無限紅移面
• 外文名：surface of infinite redshift
• 適用領域：黑洞時空，閔氏時空
• 所屬學科：天體力學
• 學科：廣義相對論，天體物理學

定義

無限紅移面是穩態時空中的一張二維超曲面，滿足從該面出發的外向類光測地線到達任意點的波長均為無窮大.，即紅移因子為無窮大。

性質

無限紅移面可藉由穩態時空中穩態參考系的度規00分量表出：超曲面 即為無限紅移面，理由如下：

考慮穩態時空的兩個穩態觀者G和G'，G於P點發出的光被G'於p'點接收到，設觀者四速為 ,光的四波矢為 ，則根據光四波矢的3+1分解，G和G'測得的光的頻率分別為 和

由於穩態觀者四速與類時場平行，有，兩邊用降指標四速縮並，得

在穩態坐標系計算，有

考慮穩態坐標系四速第0分量為，代入上式得，故兩個頻率可寫成，由於場和四波矢的內積在類光測地線上為常數，代入上邊計算的我們可以得到，發生無限紅移要求，於是要求發射位置處的，證畢

套用

1960年Pound和Rebka利用穆斯堡爾效應完成第一次引力紅移實驗，驗證了廣義相對論的正確性。

一般科普文中常說的掉入黑洞所需時間在外界看來為無窮大，實質上就是徑向下落時物體發光的紅移，物體發出的光在靠近無限紅移面（對於史瓦西黑洞而言無限紅移面重合於事件視界）時到達外界的波長趨於無窮。

當然這綜合考慮了史瓦西時空靜態觀者的引力紅移和同一點的都卜勒紅移。