El efecto Shapiro nos dice que los campos gravitatorios disminuyen la velocidad de los fotones, aparte de alterar sus trayectorias y provocar el...

Hola. Hay un supuesto erróneo en la pregunta, ya que, como podemos ver en Wikipedia:

Efecto Shapiro - Wikipedia, la enciclopedia libre

este fenómeno no tiene nada que ver con el corrimiento al rojo.

El corrimiento al rojo de las líneas espectrales fue previsto por Einstein ya en el año 1916, pero, hasta donde sé, no hay alusiones del propio Einstein a lo que hoy se conoce como "efecto Shapiro".

Y eso, a pesar de que se trata de una consecuencia lógica en el marco de su propia Relatividad General. Recién en 1962 (Einstein había fallecido en 1955) el físico estadounidense Irwin Shapiro se dio cuenta de que una onda de radio que pasara cerca de un astro pesado (como por ejemplo, el sol) debía sufrir cierto retraso respecto de la misma onda cuando el sol no estuviera cerca de su camino, hecho que pudo confirmar dos años más tarde experimentalmente.

Ahora bien, con respecto a las demás respuestas, creo que están soslayando el hecho fundamental, la cuestión de fondo por la cual tal efecto se verifica, a saber que:

El tiempo corre a diferentes ritmos para diferentes masas.

Recordemos que hay dos versiones de la relatividad de Einstein, la especial y la general. La relatividad especial nos acostumbró a pensar que el tiempo es relativo al depender de velocidades que también lo son.

Por ejemplo: si viajamos en una nave espacial y nos cruzamos con otra que se mueve (con respecto a nosotros) a un 99 % de la velocidad de la luz, veríamos que las manecillas del reloj de la otra nave se mueven más lentamente que las del nuestro. Y viceversa, el ocupante de la otra nave verá que nuestro reloj marcha con más lentitud. Hasta aquí nada nuevo, esto fue lo que planteó Einstein en su relatividad especial y que ha sido comprobado una y otra vez.

Ahora, en lo que respecta a la relatividad general, las cosas son un tanto diferentes, ¿Por qué?

Porque a diferencia del ejemplo anterior, que no involucra aceleraciones (o gravedades), el efecto Shapiro se manifiesta cuando sí hay gravedades involucradas y por ende, para explicarlo necesitamos recurrir a la relatividad general.

Supongamos que la Tierra tuviera una suerte de "hermano mayor", un planeta que se moviera siguiendo su misma trayectoria pero muchos millones de kilómetros, tan alejado, que la mutua interacción gravitatoria fuera despreciable. Y supongamos que esa otra Tierra tuviera una masa mil veces mayor que la de nuestra Tierra ¿Qué pasaría con los relojes de ambas ''Tierras''?

Desde el punto de vista de la relatividad especial, ambos relojes deberían marchar al mismo ritmo, ya que la velocidad relativa entre ambas Tierras es nula.

Ahora, debido a la diferencias de masas (y de intensidades de campo gravitatorio) la relatividad general predice que el reloj de la "súper Tierra" deberá marchar más lento, ¿estamos de acuerdo?

Y si en el primer caso, el de las naves, la diferencia entre los relojes era relativa, se debía a que las velocidades de las naves también lo era: AMBOS astronautas ven que el reloj del otro es el que marcha más lento.

Pero en el caso de las dos Tierras, la situación es diferente: desde nuestra Tierra vemos como el reloj de la ''súper Tierra'' marcha más LENTO, pero desde la súper Tierra verán que nuestro reloj marcha… MÁS RÁPIDO. ¿Se entiende la diferencia?

En el caso de las naves podría haber una polémica: cada astronauta dirá que el reloj del otro atrasa. En el caso de las dos ''Tierras'' no habrá lugar para la discusión: AMBOS acordarán en que el reloj de la Tierra marcha más rápido que el de la súper Tierra.

Con esto quiero decir que la dilatación temporal asociada a una mayor gravedad es absoluta, mientras que la asociada a una velocidad uniforme, es relativa.

Esto es coherente con mi hipótesis sobre el origen de la gravedad, que pueden consultar en:

¿Cómo se relaciona lo anterior con el efecto Shapiro? Sencillamente recordando que en las cercanías de un astro muy pesado EL TIEMPO PASA MÁS LENTO que en la Tierra. Por lo tanto se puede entender a la perfección cómo la luz puede desacelerar (desde nuestra perspectiva) sin hacerlo desde la perspectiva del astro súper pesado.

En efecto, pensemos en un rayo de luz que nos llega desde alguna estrella remota pasando, antes, por la cercanía de un objeto muy pesado. Cuando medimos el tiempo de llegada de la luz sin el astro super pesado en el camino del rayo, la luz nos llega en tantas horas. Ahora medimos ese tiempo cuando la luz debe atravesar la zona de influencia gravitatoria de ese astro y descubrimos que nos llega unos segundos después de lo que debiera. ¿Qué ha sucedido? Desde nuestra perspectiva la luz ha desacelerado en las inmediaciones del astro, pero desde la perspectiva de los supuestos habitantes de ese astro, la luz nunca desaceleró. ¿Cómo se entiende?

La respuesta es que la luz viaja a tantos kilómetros por segundo, ahora la pregunta obligada es ¿qué segundos? ¿Los segundos de la Tierra o los segundos del astro súper pesado? Mi respuesta es que, mientras se encuentre atravesando el campo gravitatorio del astro, se moverá en función de esos ''segundos locales'' que pasan más lentos que los nuestros.

Entonces, si medimos la velocidad de la luz en función de ''nuestros'' segundos, sin reparar que mientras atraviesa la zona del astro se mueve en función del ritmo temporal local, la luz parecerá desacelerar. Pero repito, no ha dejado de viajar a sus tantos kilómetros por segundo, sólo que ha adoptado, mientras cruzaba el campo gravitatorio del astro, los segundos ''locales''.

Supongamos que nos habíamos puesto de acuerdo con los científicos del astro que la luz debería tardar un milisegundo en atravesar la zona de ese astro súper pesado. Revisamos los registros desde la Tierra y nos muestran que, en realidad, la luz tardó todo un segundo en atravesar esa zona: la luz desaceleró, deducimos.

Consultamos a los científicos del astro y muy contentos nos dicen que la luz tardó, como esperaban, exactamente un milisegundo en atravesar la zona. ¿La explicación?

¡Sus segundos pasan mil veces más lentos que los nuestros!

P.D. Hoy, 11 de octubre de 2019, di con un artículo de Wikipedia en inglés sobre la dilatación temporal:

Gravitational time dilation - Wikipedia

que parece confirmar mi interpretación de estos hechos (las mayúsculas las agregué para destacar lo que considero más pertinente para esta cuestión):

The speed of light in a locale is always equal to c according to the observer who is there. A TIME DELAY can be measured for photons which are emitted from Earth, bend near the Sun, travel to Venus, and then return to Earth along a similar path. There is no violation of the constancy of the speed of light here, as any observer observing the speed of photons in THEIR REGION will find the speed of those photons to be c, WHILE THE SPEED AT WHICH WE OBSERVE LIGHT TRAVEL FINITE DISTANCES IN THE VICINITY OF THE SUN WILL DIFFER from c.

Por otra parte, tenemos este video, en donde, aproximadamente a partir de 6:30

Sin embargo, no coincido exactamente con lo que dice a partir de 7:18.

Oigamos lo que dice: "esta es una demora exclusivamente gravitacional, sin relación a la distancia adicional que la luz debe recorrer".

Y no coincido exactamente con esas palabras porque si bien es cierto que el retraso de Shapiro no se debe a que la luz debe recorrer una distancia adicional en alguna de las tres direcciones espaciales que vemos, sí se produce porque la luz debe recorrer una distancia adicional: la provocada por el astro pesado en la dimensión temporal.

Claro, no vemos con nuestros ojos esa curvatura, sólo la percibimos como un enlentecimiento temporal, pero ese retraso podría explicarse por el camino extra que debe recorrer la luz al atravesar un medio curvado en una cuarta dirección.