引力红移

引力红移（Gravitational redshift）或称引力红位移指的是光波或者其他波动从引力场源（如巨大星体或黑洞）远离时，整体频谱会往红色端方向偏移，亦即发生“频率变低，波长增长”的现象。

引力红移的程度常标记为变数：

${\displaystyle z=\frac{{\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}_o-<!--\; -\; -->{\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}_e}{{\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}_e}}$

其中${\displaystyle {\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}_o}$是极远处观测者所测量到的光子波长；${\displaystyle {\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}_e}$是引力源如星球，其上的光源发出时所测量到的光子波长。

引力红移的现象可以从广义相对论预测：

${\displaystyle z_{approx}=\frac{KM}{c^{2}r}}$

其中

1959年庞德-雷布卡实验（英语：Pound–Rebka experiment）展示了谱线引力红移的存在。此由哈佛大学莱曼物理实验室的科学家所记载。

由于如地球等行星质量并不算大，以致于引力红移现象不显著，故近地通讯并没有针对引力红移的修正需求。

引力红移的主要应用是在天文学研究上，透过一些特定原子光谱的红移，可以估计星球质量。

引力红移的精确解（exact solution）条列如下表:

较常用到的引力红移精确解是针对非转动、不带电、球对称的质量体（即对应于史瓦西度规）。方程的形式是：

${\displaystyle z=\frac{1}{\sqrt{1-<!--\; -\; -->\left(\frac{2GM}{r{c}^2}\right)}}-<!--\; -\; -->1}$，

其中

若利用狭义相对论的相对论性多普勒关系，来计算能量与频率的变动（假设没有令情况更复杂的路径相依效应，比如旋转黑洞的参考系拖拽效应），则引力红移和蓝移频率比值会互为倒数，提示了所见的频率改变对应于不同处时钟速率不同。

参考系拖拽效应造成的路经相依效应，若被考虑进来，则可能使这种分析方法失效，并且使得要建立起广域皆认同的各处时钟速率差异变得困难，虽然并非不能达到。

引力红移所指的是观察到的，而引力时间膨胀，则是用以指背后发生机制的推论（处于引力场中的发光源，由于它的时系比较慢，故它发出来的光频，本来就会比较低）。