El desplazamiento al rojo de los cuasares
1. Introducción.
Los gráficos de los espectos de la luz de los astros muestran unos picos de longitud de onda correspondientes a los colores más significativos que emiten dichos astros. Comparando estos picos con los picos de los gráficos de los espectros de la luz obtenidos en laboratorio, generalmente se observa que no coinciden, sino que están globalmente desplazados a otras longitudes de onda.
Este desplazamiento se define con la variable:
en donde 
es la longitud onda
(del pico más representativo) recibida del astro y 
es la longitud de onda
(del pico más representativo) obtenida en laboratorio.
Alguna galaxia tiene un desplazamiento de z = 0,5 y visualmente cerca de ella hay un cuasar que tiene z = 5.
Los astrofísicos ortodoxos suelen atribuir estos desplazamientos exclusivamente al efecto de la velocidad (llamado efecto Doppler) el cual indica que el astro se aleja si el desplazamiento es hacia el color rojo, y que se acerca si el desplazamiento es hacia el color azul.
Y deducen, siguiendo la teoría de la relatividad general, que la galaxia se aleja de nosotros con una velocidad de:
en donde c es la velocidad de 300.000.000 m/s de la luz en el vacío.
Y deducen que el cuasar se aleja de nosotros con una velocidad de:
Y por otra parte, empleando la ley empírica de Hubble que relaciona:
la distancia d a que se encuentra un astro, su velocidad v y la constante de Hubble H (actualmente estimada en 71 km s-1 Mpc-1, es decir 23 · 10-19 s-1),
los astrofísicos ortodoxos deducen que dicha galaxia está a una distancia de:
y que dicho cuasar está a una distancia de:
y consideran que es un valor aceptable debido a que estiman que:
1. El universo tiene un radio de 13.790.000.000 años-luz.
2. Estamos cerca del centro del universo.
Pero el cuasar tiene un brillo mayor que el de una galaxia entera y aparece como un punto, a pesar de la lejanía. Los astrofísicos ortodoxos no tienen explicación convincente para este fenómeno; se limitan a admitir que la galaxia y el cuasar no están a la misma distancia de nosotros, y que el azar ha hecho que parezcan cercanos entre sí.
El astrónomo no ortodoxo Halton Arp demuestra en el libro “Controversias sobre las distancias cósmicas y los cuasares” (editado en 1992 por Tusquets Editores, S.A.) que la cantidad de parejas galaxia-cuasar (que tienen poca distancia visual galaxia-cuasar) no es debida al azar y que en realidad la galaxia y el cuasar de cada pareja galaxia-cuasar estan aproximadamente a la misma distancia de nosotros. La misma interpretación es ofrecida por Tom Van Flandern en la revista “Meta Research Bulletin”, volumen 1, número 3, editada en el 15 de setiembre de 1992 y reseñada en Internet en la dirección www.metasearch.org/cosmology/QuasarsNearVersusFar.asp.
2. Posible
explicación.
Se ofrece a continuación una posible explicación del alto valor de la variable z de algunos cuasares, basada en las 2 siguientes hipótesis:
1. El desplazamiento al rojo de los cuasares es debido a que se alejan y a su gran masa.
2. La luz de la nebulosa que a veces envuelve el cuasar es afectada gravitatoriamente por igual que la luz del cuasar. Esta hipótesis es necesaria porque el desplazamiento al rojo de un cuasar es similar al de su nebulosa.
3. El cuasar es aproximadamente esférico.
Por lo que se ha visto anteriormente, se puede definir el desplazamiento debido a la velocidad mediante:
(1)
en donde 
es la longitud de onda (del pico más representativo) debido a
la gravedad mediante:
(2)
en donde 
es la longitud de onda
(del pico más representativo) debido a a la gravedad del astro. La teoría de la
relatividad general demuestra que se cumple:
(3)
en donde G es la constante gravitatoria, m es la masa del astro y r es el radio del astro esférico.
El desplazamiento debido a la combinación de velocidad y gravedad es:
(4)
De (1), (2) y (4) se deduce:
Consideremos un cuasar con zcua = 5 que está cercana a una galaxia con zgal = 0,50; entonces tendremos para el cuasar zv = 0,50.
La ecuación (4) aplicada a este cuasar da:
Para que se cumpla este valor basta con que el cuasar tenga, por ejemplo la masa:
y el radio:
r = 2,59 · 1013 (m) = 1 día-luz (se ha escogido este valor porque los cuasares suelen tener una luminosidad que varía con un período desde unas horas hasta unos pocos años-luz, de los que se desprende que giran y que su tamaño debe ser del orden desde unas horas hasta unos pocos años-luz);
entonces tendremos:
3. Comprobaciones.
Si este cuasar fuese esférico, su densidad media sería:
lo cual es razonable ya que es mucho menor que la densidad media del Sol de 1.400 kg/m3.
Por otra parte, el llamado radio de Schwarschild correspondiente a la masa de este cuasar es:
Al ser rs < r , el cuasar no es un agujero negro y puede emitir luz.
4. Conclusión.
Para justificar que un cuasar esté a la misma distancia que su galaxia visualmente vecina, se puede suponer que:
1. El corrimiento al rojo de los cuasares es debido a que se alejan y a su gran masa.
2. La luz de la nebulosa que a veces envuelve el cuasar es afectada por igual que la luz del cuasar.
3. El cuasar tiene, por ejemplo, una masa equivalente a 4,6 · 109 masas solares y es aproximadamente esférico con un radio de 1 día-luz.