Какво Redshift разкрива за даден обект

Когато звездите гледат към нощното небе, те виж светлина. Това е съществена част от Вселената, която е пътувала на големи разстояния. Тази светлина, официално наречена „електромагнитно излъчване“, съдържа съкровищница от информация за обекта, от който е дошла, варираща от нейната температура до нейните движения.

Астрономите изучават светлината в техника, наречена "спектроскопия". Позволява им да го разчленят до дължината на вълната му, за да създадат така нареченото "спектър". Освен всичко друго, те могат да разберат дали даден обект се отдалечава от нас. Те използват свойство, наречено „червено изместване“, за да опишат движението на обекти, отдалечаващи се един от друг в пространството.

Повторното изместване възниква, когато обект, излъчващ електромагнитно излъчване, отстъпи от наблюдател. Откритата светлина изглежда „по-червена“, отколкото трябва да бъде, защото е изместена към „червения“ край на спектъра. Redshift не е нещо, което всеки може да „види“. Това е ефект, който астрономите измерват в светлината, като изучават нейните дължини на вълната.

Обект (обикновено наричан "източникът") излъчва или абсорбира електромагнитно излъчване със специфична дължина на вълната или набор от дължини на вълната. Повечето звезди излъчват широк спектър от светлина, от видима до инфрачервена, ултравиолетова, рентгенова и т.н.

Докато източникът се отдалечава от наблюдателя, дължината на вълната изглежда „се разтяга“ или увеличава. Всеки пик се излъчва по-далеч от предишния връх, когато обектът се оттегля. По същия начин, докато дължината на вълната се увеличава (зачервява се), честотата, а следователно и енергията, намалява.

Колкото по-бързо обектът отстъпва, толкова по-голямо е червеното му изместване. Това явление се дължи на Доплер ефект. Хората на Земята са запознати с изменението на Доплера по доста практични начини. Например, някои от най-често срещаните приложения на ефекта доплер (както червено, така и блушиво изместване) са полицейски радарни оръдия. Те отскачат сигнали от превозно средство и количеството червено изместване или блушинг съобщава на служител колко бързо върви. Доплеровският метеорологичен радар съобщава на прогнозиращите колко бързо се движи буря. Използването на доплеровите техники в астрономията следва същите принципи, но вместо да пускат галактики, астрономите я използват, за да научат за техните движения.

Начинът, по който астрономите определят червеното изместване (и blueshift), е да използват инструмент, наречен спектрограф (или спектрометър), за да разгледат светлината, излъчвана от обект. Малките разлики в спектралните линии показват изместване към червеното (за червено изместване) или синьото (за синьо изместване). Ако разликите показват червено изместване, това означава, че обектът се отдръпва. Ако са сини, тогава обектът се приближава.

В началото на 1900 г. астрономите смятали, че цялото вселена беше затворена вътре в нашата собствена галактика, the млечен път. Въпреки това, измервания, направени от други галактики, за които се смяташе, че са просто мъглявини вътре в нашите, показаха, че са наистина извън на Млечния път. Това откритие е направено от астроном Едвин П. Хъбъл, въз основа на измервания на променливи звезди от друг астроном с име Хенриета Левит.

Освен това, за тези галактики се измерваха червени измествания (а в някои случаи и блусови смени), както и техните разстояния. Хъбъл направи стряскащото откритие, че колкото по-далече е дадена галактика, толкова по-голямо е нейното червено изместване. Тази корелация вече е известна като Закон на Хъбъл. Той помага на астрономите да определят разширяването на Вселената. Освен това показва, че колкото по-далеч са обектите от нас, толкова по-бързо те се оттеглят. (Това е вярно в широкия смисъл, има локални галактики, например, които се движат към нас поради движението на нашите " Местна група".) В по-голямата си част обектите във Вселената се отдалечават един от друг и това движение може да бъде измерено чрез анализ на техните червени смени.

Астрономите могат да използват червено изместване, за да определят движението на Млечния път. Те правят това чрез измерване на доплеровото изместване на обектите в нашата галактика. Тази информация разкрива как други звезди и мъглявини се движат по отношение на Земята. Те могат също така да измерват движението на много далечни галактики - наречени „високи червени изместващи галактики“. Това е бързо разрастващо се поле на астрономия. Той се фокусира не само върху галактиките, но и върху други други обекти, като източниците на гама-лъчи изблици.

Тези обекти имат много висока червена промяна, което означава, че се отдалечават от нас с огромни високи скорости. Астрономите присвояват писмото Z за червено изместване. Това обяснява защо понякога ще излезе история, която казва, че една галактика има червено изместване Z= 1 или нещо подобно. Най-ранните епохи на Вселената лежат в a Z от около 100. Така че червеното изместване също така дава на астрономите начин да разберат колко далеч са нещата в допълнение към това колко бързо се движат.

Проучването на отдалечени обекти също дава астрономи моментна снимка на състоянието на Вселената преди около 13,7 милиарда години. Тогава започна Космическата история с Големия взрив. Вселената изглежда не само се разширява от това време, но и нейното разширяване също се ускорява. Източникът на този ефект е тъмна енергия, неразбрана част от Вселената. Астрономите, използващи червено изместване за измерване на космологични (големи) разстояния, откриват, че ускорението не винаги е било едно и също в цялата космическа история. Причината за тази промяна все още не е известна и този ефект на тъмната енергия остава интригуваща област на изучаване в космологията (изследване на произхода и еволюцията на Вселената.)

Редактиран от Каролин Колинс Петерсен.