Tiempo de Retardo Gravitacional mediante la Aproximación Óptica de Medio Material: Expresión Analítica de Tercer Orden

Presentamos una expresión analítica para el tiempo de retardo gravitacional o de Shapiro
(STD) hasta tercer orden, debido a la propagación de la luz en el campo gravitatorio generado por un cuerpo masivo estático, considerando distancias finitas entre la fuente, la masa gravitatorio y el receptor. El objetivo principal es obtener una aproximación más precisa que las expresiones de primer y segundo orden, así como evaluar si dicha expresión puede emplearse como alternativa práctica a la ecuación exacta. La particularidad del trabajo es que el problema se aborda mediante el material medium approach (MMA), en el que la propagación de la luz en un campo gravitatorio se describe mediante un índice de refracción asociado a la geometría del espacio-tiempo. El análisis se aplica al caso del sistema solar, tomando el Sol como cuerpo masivo central y enviando señales entre planetas. Los resultados obtenidos muestran que la expresión de tercer orden reproduce la ecuación exacta con una precisión del orden de 10−3 attosegundos en los casos estudiados. Esto indica que la aproximación desarrollada uede sustituir a la expresión exacta cuando se requieran precisiones inferiores a la milésima de attosegundo. Estos resultados son relevantes para el estudio preciso de la propagación de señales electromagnéticas en el sistema solar y donde sea requerida una alta precisión.

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Keywords: Astrometría, Tiempo de Shapiro, Tiempo de retardo gravitacional


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