指得是光波或者其他波动从重力场源(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。

简介

重力红位移或称重力红移指得是光波或者其他波动从重力场源(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。

定义

重力红移的程度常标记为变数''z''：

z= rac{\lambda_o-\lambda_e}{\lambda_e}

其中

\lambda_o\,是极远处观测者所测量到的光子波长；\lambda_e\,是重力源如星球，其上的光源发方时所测量到的光子波长。

重力红移的现象可以从广义相对论预测：

z_= rac{c^2r}

其中

z_\,是被自由空间中，极远处观察者所测到因重力而产生的谱线位移量。

K\,是牛顿重力常数(爱因斯坦本身所用的标记；常用标记是G\,)。

M\,是光所逃离的星体质量。

c\,是真空中光速。

r\,是从星体中心算起的径向距离。

几项要点

光线的接收端(远方的观察者)必须处在较高的重力势才能观察到红移。一般讨论下，观察者处在无限远处，重力势定为0，是高于星球表面的重力势的。

许多大学的实验结果支持重力红移的存在。

重力红移不仅仅是广义相对论独有的预测。其他重力理论也支持重力红移，虽然解释上会有所不同。

重力红移并未要求一定是爱因斯坦方程式的史瓦兹旭尔得解——在这解中，变数M\,不能代表旋转或带电星体的质量。

最早的证实

1969年Pound-Rebka实验展示了谱线重力红移的存在。此由哈佛大学莱曼物理实验室的科学家所记载。

应用

由于如地球等行星质量并不算大，以致于重力红移现象不显著，故近地通讯并没有针对重力红移的修正需求，但是如全球定位系统(GPS)等较精准的设施则需考虑重力红移，方可准确运作。

重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。

精确解

较常用到的重力红移精确解是针对非转动、不带电、球对称的质量。方程式的形式是：

z= rac{\sqrt{1-\left( rac{rc^2} ight)}}-1，

其中

G\,是重力常数，

M\,是产生重力场之物体的质量，

r\,是观测者的径向坐标(类比于牛顿力学中从物体中心算起的距离，但事实上是史瓦兹旭尔得坐标)，

c\,是真空中光速。