Co to jest Blueshift?

Astronomia ma wiele terminów, które dla nie-astronoma brzmią egzotycznie. Większość ludzi słyszała o „latach świetlnych” i „parsek” jako terminach odległych pomiarów. Ale inne terminy są bardziej techniczne i mogą brzmieć „żargonem” dla ludzi, którzy niewiele wiedzą o astronomii. Dwa takie terminy to „przesunięcie ku czerwieni” i „przesunięcie niebieskiego”. Są one używane do opisania ruchu obiektu w kierunku lub od innych obiektów w przestrzeni.

Przesunięcie ku czerwieni wskazuje, że obiekt się od nas odsuwa. „Blueshift” to termin, którego astronomowie używają do opisania obiektu, który porusza się w kierunku innego obiektu lub w naszą stronę. Ktoś powie na przykład: „Ta galaktyka jest przesunięta ku niebieskiemu w stosunku do Drogi Mlecznej”, na przykład. Oznacza to, że galaktyka zmierza w kierunku naszego punktu w przestrzeni. Można go również wykorzystać do opisania prędkości galaktyki zbliżającej się do naszej.

Zarówno przesunięcie ku czerwieni, jak i przesunięcie niebieskiego są określane przez badanie spektrum światła wypromieniowanego z obiektu. W szczególności „odciski palców” elementów w widmie (które są pobierane za pomocą spektrografu lub spektrometru) są „przesuwane” w kierunku niebieskiego lub czerwonego w zależności od ruchu obiektu.

Przesunięcie bluesa jest bezpośrednim wynikiem właściwości o nazwie ruch obiektu efekt Dopplera, choć istnieją inne zjawiska, które mogą również powodować przesunięcie światła na niebiesko. Oto jak to działa. Weźmy tę galaktykę jeszcze raz jako przykład. To emituje promieniowanie w postaci światła, promieni rentgenowskich, ultrafioletu, podczerwieni, radia, światła widzialnego i tak dalej. Gdy zbliża się do obserwatora w naszej galaktyce, każdy emitowany przez niego foton (paczka światła) wydaje się wytwarzany bliżej czasu do poprzedniego fotonu. Wynika to z efektu Dopplera i prawidłowego ruchu galaktyki (jej ruchu w przestrzeni). W rezultacie foton osiąga wartość szczytową zjawić się być bliżej siebie niż w rzeczywistości, co powoduje, że długość fali światła jest krótsza (wyższa częstotliwość, a zatem wyższa energia), jak określa obserwator.

Blueshift nie jest czymś, co można zobaczyć gołym okiem. Jest to właściwość wpływu ruchu obiektu na światło. Astronomowie określają przesunięcie bluesa, mierząc niewielkie przesunięcia długości fal światła od obiektu. Robią to za pomocą instrumentu, który rozdziela światło na długości fal składowych. Zwykle odbywa się to za pomocą „spektrometru” lub innego przyrządu zwanego „spektrografem”. Gromadzone przez nich dane są zestawiane w tak zwane „spektrum”. Jeśli informacja świetlna mówi nam, że obiekt porusza się w naszym kierunku, wykres wydaje się „przesunięty” w kierunku niebieskiego końca pola elektromagnetycznego widmo.

Przez pomiar przesunięć widmowych gwiazdy w droga Mleczna, astronomowie mogą wykreślić nie tylko swoje ruchy, ale także ruch całej galaktyki. Pojawią się obiekty, które się od nas oddalają przesunięty ku czerwieni, podczas gdy zbliżające się obiekty zostaną przesunięte w bluesa. To samo dotyczy przykładowej galaktyki, która zbliża się do nas.

Przeszłość, teraźniejszość i przyszłość wszechświat jest gorącym tematem w astronomii i nauce w ogóle. Jednym ze sposobów badania tych stanów jest obserwacja ruchu obiektów astronomicznych wokół nas.

Pierwotnie wszechświat przypuszczano, że zatrzyma się na skraju naszej galaktyki, Drogi Mlecznej. Ale na początku XX wieku astronom Edwin Hubble odkryli, że istnieją galaktyki poza naszą (faktycznie zostały wcześniej zaobserwowane, ale astronomowie sądzili, że są po prostu rodzajem mgławica, nie całe układy gwiazd). Obecnie wiadomo, że we wszechświecie istnieje wiele miliardów galaktyk.

To zmieniło nasze całe rozumienie wszechświata i wkrótce potem utorowało drogę dla rozwoju nowej teorii stworzenia i ewolucji wszechświata: teorii Wielkiego Wybuchu.

Następnym krokiem było ustalenie, gdzie jesteśmy w procesie powszechnej ewolucji i co uprzejmy wszechświata, w którym żyjemy. Pytanie jest naprawdę: czy wszechświat się rozszerza? Umowy? Statyczny?

Aby odpowiedzieć na to pytanie, astronomowie zmierzyli przesunięcia widmowe galaktyki blisko i daleko, projekt, który nadal stanowi część astronomii. Gdyby pomiary światła galaktyk były przesunięte na niebiesko ogólnie, oznaczałoby to, że wszechświat kurczy się i możemy być gotowi na „wielki kryzys”, ponieważ wszystko w kosmosie z powrotem się łączy.

Okazuje się jednak, że galaktyki na ogół oddalają się od nas i pojawiają się przesunięty ku czerwieni. Oznacza to, że wszechświat się rozszerza. Nie tylko to, ale teraz wiemy, że powszechna ekspansja przyspiesza i że przyspieszała w innym tempie w przeszłości. Ta zmiana przyspieszenia jest napędzana tajemniczą siłą znaną ogólnie jako ciemna energia. Mamy małe zrozumienie natura ciemnej energii, tylko że wydaje się, że jest wszędzie we wszechświecie.

• Termin „przesunięcie niebieskiego” odnosi się do przesunięcia długości fali światła w kierunku niebieskiego końca widma, gdy obiekt porusza się w naszym kierunku w kosmosie.
• Astronomowie używają przesunięcia niebieskiego, aby zrozumieć ruchy galaktyk względem siebie i do naszego regionu kosmicznego.
• Przesunięcie ku czerwieni dotyczy widma światła z galaktyk, które oddalają się od nas; to znaczy, ich światło jest przesunięte w kierunku czerwonego końca spektrum.

• Cool Cosmos, coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/cosmic_reference/redshift.html.
• „Odkrycie rozszerzającego się wszechświata”. Rozszerzający się wszechświat, skyserver.sdss.org/dr1/en/astro/universe/universe.asp.
• NASA, NASA, imagine.gsfc.nasa.gov/features/yba/M31_velocity/spectrum/doppler_more.html.

Edytowany przez Carolyn Collins Petersen.