Amikor a csillagjárók felnézik az éjszakai égbolton, akkor lásd a fényt. Ez az univerzum nélkülözhetetlen része, amely nagy távolságokat hajtott végre. Ez a fény, amelyet hivatalosan "elektromágneses sugárzásnak" neveznek, információs kincstárt tartalmaz a tárgyról, ahonnan származik, a hőmérséklettől a mozgásig.
A csillagászok a fényt egy spektroszkópia néven tanulmányozzák. Ez lehetővé teszi számukra a hullámhosszon történő boncolást, hogy létrejöjjön az úgynevezett "spektrum". Többek között meg tudják mondani, ha egy tárgy távolodik tőlünk. Egy "vöröseltolódásnak" nevezett tulajdonságot használnak, hogy leírják az objektumok mozgását, amelyek egymástól térben térnek el egymástól.
Vöröseltolódás akkor fordul elő, amikor egy elektromágneses sugárzást kibocsátó tárgy visszavonul egy megfigyelőtől. A felismert fény "vörösebb "nek látszik, mint amilyennek lennie kellene, mert a spektrum" piros "vége felé tolódik. A vöröseltolódás nem olyan, amit bárki láthat. Ez egy olyan hatás, amelyet a csillagászok a hullámhosszának tanulmányozásával fényben mérnek.
Hogyan működik a vörös váltás?
Egy tárgy (amelyet általában "forrásnak" neveznek) egy meghatározott hullámhossz vagy hullámhossz-sorozat elektromágneses sugárzását bocsátja ki vagy absorbálja. A legtöbb csillag széles fényt bocsát ki, a láthatótól az infravörösig, az ultraibolya, a röntgenig és így tovább.
Ahogy a forrás elmozdul a megfigyelőtől, úgy tűnik, hogy a hullámhossz "kinyúlik" vagy növekszik. Minden csúcs távolabb esik az előző csúcstól, ahogy az objektum visszahúzódik. Hasonlóképpen, miközben a hullámhossz növekszik (vörösebbé válik), a frekvencia, és ezért az energia csökken.
Minél gyorsabban csökken az objektum, annál nagyobb a vöröseltolódása. Ez a jelenség oka a Doppler effektus. A Földön élő emberek nagyon praktikus módon ismerik a Doppler-eltolódást. Például a doppler-hatás néhány leggyakoribb alkalmazása (mind a vörös, mind a kék váltás) a rendőrségi radarpisztolyok. A járműről visszapattanó jelek visszafordulnak, és a vöröseltolódás vagy a blueshift nagysága megmondja a tisztnek, milyen gyorsan megy. A Doppler-i időjárási radar megmutatja az előrejelzők számára, hogy a viharrendszer milyen gyorsan mozog. A Doppler-technikák csillagászatban történő alkalmazása ugyanazokat az elveket követi, de a galaxisok jegyvásárlása helyett a csillagászok azt használják mozgásuk megismerésére.
Az, hogy a csillagászok meghatározzák a vöröseltolódást (és a kékre váltást), egy spektrográfnak (vagy spektrométernek) nevezett műszer segítségével vizsgálják meg az objektum által kibocsátott fényt. A spektrális vonalak apró különbségei azt mutatják, hogy a vörös (az vöröseltolódáshoz) vagy a kék (a kékváltáshoz) elmozdulnak. Ha a különbségek vöröseltolódást mutatnak, ez azt jelenti, hogy az objektum távolodik. Ha kék, akkor az objektum közeledik.
Az univerzum kibővítése
Az 1900-as évek elején a csillagászok úgy gondolták, hogy az egész világegyetem be volt burkolva a sajátunkba galaktika, az Tejút. Mérések azonban más galaxisokamelyekről azt gondolják, hogy egyszerűen csak ködök a sajátunkban, megmutatták, hogy valóban vannak kívül a Tejút. Ezt a felfedezést csillagász végezte Edwin P. Hubble, a változó csillagok egy másik csillagász által végzett mérésein alapul Henrietta Leavitt.
Ezen felül a vöröseltolódást (és egyes esetekben a kékre váltást) ezen galaxisokon, valamint azok távolságát is megmértük. A Hubble megdöbbentő felfedezést tett arról, hogy minél távolabb van egy galaxis, annál nagyobb a vöröseltolódása számunkra. Ezt a korrelációt most nevezik Hubble törvénye. Segít a csillagászoknak meghatározni az univerzum kiterjedését. Azt is megmutatja, hogy minél távolabb vannak tárgyak tőlünk, annál gyorsabban távolulnak el azok. (Ez tágabb értelemben igaz, vannak olyan helyi galaxisok is, amelyek feléjük mozognak, mert mozgásunk " Helyi csoport".) Leginkább az univerzumban lévő tárgyak távolodnak egymástól, és a mozgást meg lehet mérni vöröseltolódásuk elemzésével.
A vöröseltolódás egyéb felhasználásai a csillagászatban
A csillagászok a vöröseltolódás segítségével meghatározhatják a Tejút mozgását. Ezt úgy teszik, hogy megmérik a galaxisunkban lévő tárgyak Doppler-eltolódását. Ez az információ feltárja, hogyan mozognak más csillagok és ködök a Földhez viszonyítva. Mérhetik a nagyon távoli galaxisok mozgását is - úgynevezett "nagy vöröseltolódású galaxisok". Ez egy gyorsan növekvő terület csillagászat. Nem csak a galaxisokra összpontosít, hanem más egyéb tárgyakra is, például a gamma sugár tör.
Ezeknek az objektumoknak nagyon nagy a vöröseltolódása, ami azt jelenti, hogy óriási nagy sebességgel távolodnak tőlünk. A csillagászok rendelik a levelet Z vöröseltolódáshoz. Ez megmagyarázza, hogy miért kerül elő egy olyan történet, amely szerint a galaxis vöröseltolódik Z= 1 vagy valami hasonló. A világegyetem legkorábbi korszakai a Z körülbelül 100. Tehát a vöröseltolódás a csillagászoknak is lehetőséget ad arra, hogy megértsék, milyen messze vannak a dolgok azon túl, hogy milyen gyorsan haladnak.
A távoli tárgyak vizsgálata pillanatfelvételt is ad az univerzum állapotáról, körülbelül 13,7 milliárd évvel ezelőtt. Ekkor kezdődött el a kozmikus történelem a Nagyrobbanással. Az univerzum nemcsak úgy tűnik, hogy azóta bővül, hanem bővülése is felgyorsul. Ennek a hatásnak a forrása a sötét energia, az univerzum nem jól érthető része. A csillagászok, akik vöröseltolódást használnak a kozmológiai (nagy) távolságok mérésére, úgy találják, hogy a gyorsulás nem mindig volt azonos a kozmikus történelem során. Ennek a változásnak az oka még mindig nem ismert, és a sötét energia ezen hatása továbbra is érdekes kutatási terület a kozmológiában (az univerzum eredetének és fejlődésének tanulmányozása).
Szerkesztette Carolyn Collins Petersen.