Žvaigždės žvilgtelėję į naktinį dangų, jie pamatyti šviesą. Tai būtina visatos dalis, nukeliavusi didelius atstumus. Toje šviesoje, oficialiai vadinamoje „elektromagnetine radiacija“, yra informacijos apie objektą, iš kurio jis atsirado, iždas, pradedant nuo jo temperatūros ir judesių.
Astronomai tyrinėja šviesą technika, vadinama „spektroskopija“. Tai leidžia jiems išskaidyti jį iki bangos ilgio, kad būtų sukurtas tai, kas vadinama „spektru“. Be kita ko, jie gali pasakyti, ar objektas tolsta nuo mūsų. Jie naudoja savybę, vadinamą „raudonojo poslinkio“ funkcija, kad apibūdintų objektų, nutolusių vienas nuo kito, judėjimą erdvėje.
Raudonasis poslinkis įvyksta, kai elektromagnetinę spinduliuotę skleidžiantis objektas atsitraukia nuo stebėtojo. Aptikta šviesa atrodo „raudonesnė“, nei turėtų būti, nes ji pasislenka link „raudono“ spektro galo. Raudonasis poslinkis nėra kažkas, ką „galėtų pamatyti“. Tai poveikis, kurį astronomai matuoja šviesoje, tirdami jo bangos ilgį.
Kaip veikia „raudonasis poslinkis“
Objektas (paprastai vadinamas „šaltiniu“) skleidžia arba sugeria tam tikro bangos ilgio ar bangų ilgio elektromagnetinę spinduliuotę. Dauguma žvaigždžių skleidžia platų spektrą šviesos - nuo matomos iki infraraudonosios, ultravioletinės, rentgeno ir kt.
Šaltiniui tolstant nuo stebėtojo, atrodo, kad bangos ilgis „išsitempia“ arba padidėja. Objektas atsitraukdamas sklinda toliau nuo ankstesnės smailės. Panašiai, kol bangos ilgis didėja (tampa raudonesnis), dažnis, taigi ir energija, mažėja.
Kuo greičiau objektas pasitraukia, tuo didesnis jo raudonasis poslinkis. Šis reiškinys atsiranda dėl doplerio efektas. Žmonės Žemėje yra susipažinę su Doplerio poslinkiu gana praktiškai. Pvz., Kai kurie iš labiausiai paplitusių doplerio efekto taikymo būdų (tiek raudonojo, tiek mėlynojo poslinkio) yra policijos radaro pistoletai. Jie atmeta signalus iš transporto priemonės, o raudonojo ar „mėlynojo“ poslinkio kiekis nurodo pareigūnui, kaip greitai jis važiuoja. Doplerio orų radaras praneša prognozuotojams, kaip greitai juda audros sistema. Doplerio metodai astronomijoje naudojami laikantis tų pačių principų, tačiau astronomai, užuot bilietus į galaktikas, naudojasi mokydamiesi apie savo judesius.
Būdas, kuriuo astronomai nustato raudonojo poslinkio (ir mėlynojo poslinkio) efektą, yra prietaisas, vadinamas spektrografu (arba spektrometru), kad apžiūrėtų objekto skleidžiamą šviesą. Maži spektrinių linijų skirtumai rodo poslinkį raudonos (raudonojo poslinkio) arba mėlynos (mėlynojo poslinkio) link. Jei skirtumai rodo raudoną poslinkį, tai reiškia, kad objektas pasitraukia. Jei jie mėlyni, tada artėja objektas.
Visatos plėtimasis
Šeštojo dešimtmečio pradžioje astronomai manė, kad visa visata buvo uždengtas mūsų pačių viduje galaktika, paukščių takas. Tačiau matavimai atlikti iš kitų galaktikos, kurie, mūsų manymu, buvo tiesiog ūkas mūsų pačių viduje, parodė, kad jie iš tikrųjų yra lauke Paukščių Tako. Šį atradimą padarė astronomas Edwinas P. Hablas, paremtas kito astronomo, vardu kintamos žvaigždės, matavimais Henrietta Leavitt.
Be to, buvo išmatuotas šių galaktikų raudonasis (o kai kuriais atvejais ir mėlynojo poslinkio) poslinkiai bei atstumai. Hablas padarė stulbinantį atradimą, kad kuo toliau nuo galaktikos, tuo didesnis jos raudonasis poslinkis atrodo mums. Ši koreliacija dabar vadinama Hablo dėsnis. Tai padeda astronomams apibrėžti Visatos plėtimąsi. Tai taip pat rodo, kad kuo toliau nuo mūsų yra objektai, tuo greičiau jie nutolsta. (Tai pasakytina plačiąja prasme, pavyzdžiui, yra vietinių galaktikų, kurios juda link mūsų dėl mūsų judesio “ Vietinė grupė".) Dažniausiai objektai Visatoje atsitraukia vienas nuo kito ir tą judesį galima išmatuoti analizuojant jų raudonuosius poslinkius.
Kiti raudonojo poslinkio naudojimo būdai astronomijoje
Astronomai gali naudoti raudoną poslinkį, kad nustatytų Pieno kelio judėjimą. Jie tai daro išmatuodami objektų Doplerio poslinkį mūsų galaktikoje. Ši informacija atskleidžia, kaip kitos žvaigždės ir ūkai juda Žemės atžvilgiu. Jie taip pat gali išmatuoti labai tolimų galaktikų, vadinamų „didelio raudonojo poslinkio galaktikomis“, judėjimą. Tai sparčiai auganti astronomija. Jame pagrindinis dėmesys skiriamas ne tik galaktikoms, bet ir kitiems objektams, tokiems kaip gama spindulys sprogo.
Šie objektai turi labai didelį raudoną poslinkį, o tai reiškia, kad jie tolsta nuo mūsų nepaprastai dideliu greičiu. Astronomai skiria laišką z į raudoną poslinkį. Tai paaiškina, kodėl kartais pasirodys istorija, teigianti, kad galaktika turi raudoną poslinkį z= 1 ar kažkas panašaus. Ankstyviausios Visatos epocha slypi a z apie 100. Taigi, raudonasis poslinkis taip pat suteikia astronomams galimybę suprasti, kokie tolimi dalykai yra ne tik greiti, bet ir tolimi.
Nuotolinių objektų tyrimas taip pat suteikia astronomams apžvalgos apie visatos būklę prieš maždaug 13,7 milijardo metų. Tuo metu kosminė istorija prasidėjo nuo Didžiojo sprogimo. Visata ne tik atrodo, kad nuo to laiko plečiasi, bet ir spartėja jos plėtra. Šio efekto šaltinis yra tamsi energija, nelabai suprantama Visatos dalis. Astronomai, naudodami raudoną poslinkį kosmologiniams (dideliems) atstumams matuoti, nustato, kad pagreitis ne visada buvo vienodas per visą kosminę istoriją. To pokyčio priežastis vis dar nežinoma ir šis tamsiosios energijos poveikis išlieka intriguojančia kosmologijos (visatos kilmės ir evoliucijos tyrimo) sritis.
Redaguota Carolyn Collins Petersen.