Co je Blueshift?

click fraud protection

Astronomie má řadu termínů, které znějí astronomům exoticky. Většina lidí slyšela o "světelných letech" a "parsekech" jako o dálkových měřeních. Ale další termíny jsou více technické a mohou znít jako „žargonu“ pro lidi, kteří o astronomii toho moc nevědí. Dva takové termíny jsou „redshift“ a „blueshift“. Používají se k popisu pohybu objektu směrem k jiným objektům ve vesmíru nebo od nich.

Redshift označuje, že se objekt od nás vzdaluje. „Blueshift“ je termín, který astronomové používají k popisu předmětu, který se pohybuje směrem k jinému objektu nebo k nám. Někdo řekne například: „Tato galaxie je přeměňována s ohledem na Mléčnou dráhu“. To znamená, že galaxie se pohybuje směrem k našemu bodu ve vesmíru. Může být také použit k popisu rychlosti, kterou galaxie bere, když se blíží naší.

Redshift i blueshift jsou určeny studiem spektra světla vyzařovaného z objektu. Konkrétně „otisky prstů“ prvků ve spektru (které jsou pořízeny spektrografem nebo spektrometrem) jsou „posunuty“ směrem k modré nebo červené v závislosti na pohybu objektu.

instagram viewer
dopplerovský posun
Astronomové používají Dopplerův efekt k měření frekvence světelných vln, když se objekt pohybuje vzhledem k pozorovateli. Frekvence je kratší, jak se pohybuje směrem k vám, a objekt ukazuje modrý přechod. Pokud se objekt pohybuje, ukazuje červený posun. Toto se projeví ve spektru hvězdného světla jako posun v černých liniích (nazývaných absorpční čáry), jak je ukázáno zde).Carolyn Collins Petersen

Jak astronomové určují Blueshift?

Blueshift je přímý výsledek vlastnosti objektu, který se nazývá pohyb Dopplerův efekt, ačkoli existují i ​​další jevy, které mohou také vést k tomu, že se světlo stane modře posunutým. Takto to funguje. Vezměme si tu galaxii jako příklad. Vyzařuje záření ve formě světla, rentgenového záření, ultrafialového, infračerveného, ​​rádiového, viditelného světla atd. Jak se přibližuje k pozorovateli v naší galaxii, zdá se, že každý foton (paket světla), který vyzařuje, je produkován blíže k předchozímu fotonu. To je způsobeno Dopplerovým efektem a správným pohybem galaxie (jeho pohyb prostorem). Výsledkem je, že foton vrcholí objevit být blíže k sobě, než ve skutečnosti jsou, čímž se zkracuje vlnová délka světla (vyšší frekvence, a tedy vyšší energie), jak stanoví pozorovatel.

Blueshift není něco, co lze vidět okem. Je to vlastnost toho, jak je světlo ovlivněno pohybem objektu. Astronomové určují blueshift měřením malých posunů vlnových délek světla od objektu. Dělají to pomocí nástroje, který rozděluje světlo na jednotlivé složky vlnových délek. Normálně se to provádí pomocí „spektrometru“ nebo jiného nástroje nazývaného „spektrograf“. Data, která shromažďují, se zaznamenávají do grafu, který se nazývá „spektrum“. Pokud nám světelná informace říká, že Pokud se objekt pohybuje směrem k nám, graf se objeví „posunutý“ směrem k modrému konci elektromagnetického spektrum.

Měření Blueshifts of Stars

Měřením spektrálních posunů hvězdy v mléčná dráha, astronomové mohou vykreslit nejen jejich pohyby, ale také pohyb galaxie jako celku. Objeví se objekty, které se od nás vzdálí redshifted, zatímco objekty, které se blíží, budou převedeny. Totéž platí pro příklad galaxie, která k nám přichází.

Andromeda a Mléčná dráha se srazí, jak je vidět z povrchu planety uvnitř naší galaxie.
Astronomové mohou měřit rychlost, jakou se galaxie Andromeda blíží k Mléčné dráze, změřením jejího modrého posunu.Kredit: NASA; ESA; Z. Levay a R. van der Marel, STScI; T. Hallas; a A. Mellinger

Je vesmír Blueshifted?

Minulost, současnost a budoucí stav vesmír je žhavé téma v astronomii a ve vědě obecně. Jedním ze způsobů, jak tyto stavy studujeme, je pozorovat pohyb astronomických objektů kolem nás.

Původně vesmír myšlenka se zastavila na okraji naší galaxie, Mléčné dráhy. Ale na počátku 20. století astronom Edwin Hubble zjistili, že mimo naše galaxie (ty byly skutečně pozorovány dříve, ale astronomové si mysleli, že jsou prostě druhem mlhovina, ne celé systémy hvězd). Nyní je známo, že ve vesmíru je několik miliard galaxií.

To změnilo celé naše chápání vesmíru a krátce poté vydláždilo cestu pro vývoj nové teorie stvoření a vývoje vesmíru: Teorie velkého třesku.

Zjišťování pohybu vesmíru

Dalším krokem bylo zjistit, kde jsme v procesu univerzální evoluce a co druh vesmíru, ve kterém žijeme. Otázka zní opravdu: rozšiřuje se vesmír? Smluvní? Statický?

K tomu astronomové změřili spektrální posuny galaxie blízko a daleko, projekt, který je i nadále součástí astronomie. Pokud by měření světla galaxií byla obecně posouvána, znamenalo by to, že vesmír se stahuje a že bychom mohli směřovat k „velké krizi“, protože všechno ve vesmíru se srazí zpět dohromady.

expanze vesmíru
Zrychlující se, rozšiřující se vesmír, ukazující vliv zrychlené expanze v posledních epochách kosmické historie.NASA / WMAP

Ukazuje se však, že galaxie z nás obecně ustupují a objevují se redshifted. To znamená, že vesmír se rozšiřuje. Nejen to, ale nyní víme, že univerzální expanze se zrychluje a že v minulosti zrychlila jiným tempem. Tato změna zrychlení je poháněna tajemnou silou známou obecně jako temná energie. Nemáme příliš pochopení povaha temné energie, jen že se zdá, že je všude ve vesmíru.

Klíč s sebou

  • Termín „blueshift“ označuje posun vlnových délek světla směrem k modrému konci spektra, když se objekt pohybuje směrem k nám ve vesmíru.
  • Astronomové používají blueshift k pochopení pohybů galaxií k sobě navzájem ak našemu prostoru vesmíru.
  • Redshift se vztahuje na spektrum světla z galaxií, které se od nás vzdálí; to znamená, že jejich světlo je posunuto směrem k červenému konci spektra.

Zdroje

  • Cool Cosmos, coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/cosmic_reference/redshift.html.
  • "Objev rozšiřujícího se vesmíru." Rozšiřující se vesmír, skyserver.sdss.org/dr1/en/astro/universe/universe.asp.
  • NASA, NASA, imagine.gsfc.nasa.gov/features/yba/M31_velocity/spectrum/doppler_more.html.

Editoval Carolyn Collins Petersen.

instagram story viewer