Mikä on Blueshift?

click fraud protection

Astronomialla on useita termejä, jotka kuulostavat eksoottiselta ei-astronomille. Suurin osa ihmisistä on kuullut "valovuosista" ja "parsista" etämittauksina. Mutta muut termit ovat teknisempiä ja saattavat kuulostaa "jargonisilta" ihmisille, jotka eivät tiedä paljon tähtitiedestä. Kaksi tällaista termiä ovat "punasiirtymä" ja "blueshift". Niitä käytetään kuvaamaan esineen liike kohti muita avaruusobjekteja tai pois niistä.

Punainen siirto osoittaa, että esine on siirtymässä meistä. "Blueshift" on termi, jota tähtitieteilijät kuvaavat esineeseen, joka liikkuu kohti toista tai meitä kohti. Joku sanoo: "Tuo galaksi on sinivihretty suhteessa Linnunrataan", esimerkiksi. Se tarkoittaa, että galaksi on siirtymässä kohti pistettämme avaruudessa. Sitä voidaan käyttää myös kuvaamaan sitä nopeutta, jonka galaksi saavuttaa, kun se lähenee lähemmäs omaa.

Sekä punasiirtymä että blueshift määritetään tutkimalla esineestä säteilevän valon spektriä. Erityisesti spektrin elementtien "sormenjäljet" (jotka otetaan spektrografilla tai spektrometrillä) "siirtyvät" sinistä tai punaista kohti kohteen liikkeestä riippuen.

instagram viewer

doppler-muutos
Astronomit käyttävät Doppler-ilmiötä valon aaltojen taajuuden mittaamiseksi, kun esine liikkuu havaitsijan suhteen. Taajuus on lyhyempi, kun se liikkuu kohti sinua, ja esine näyttää sinisen siirtymän. Jos esine siirtyy poispäin, siinä näkyy punainen siirto. Tämä näkyy tähtivalon spektrissä mustana olevien viivojen (nimeltään absorptioviivoina) muutoksena, kuten tässä on esitetty).Carolyn Collins Petersen

Kuinka tähtitieteilijät määrittävät Blueshiftin?

Blueshift on suora seuraus esineen liikkeen ominaisuudesta, jota kutsutaan Dopplerin vaikutus, vaikka on myös muita ilmiöitä, jotka voivat myös johtaa valon sinistumiseen. Näin se toimii. Otetaanpa taas tuo galaksi esimerkiksi. Se säteilee säteily valon, röntgenkuvien, ultravioletti-, infrapuna-, radion, näkyvän valon ja niin edelleen muodossa. Kun se lähestyy tarkkailijaa galaksissamme, jokainen emittoima fotoni (valopaketti) näyttää olevan tuotettu lähempänä ajoissa edellistä fotonia. Tämä johtuu Doppler-ilmiöstä ja galaksin oikeasta liikkeestä (sen liikkuminen avaruuden läpi). Tuloksena on, että fotonihuiput ilmestyä olla lähempänä toisiaan kuin ne todellisuudessa ovat, mikä tekee valon aallonpituudesta lyhyemmän (korkeampi taajuus ja siten korkeampi energia) tarkkailijan määrittelemällä tavalla.

Blueshift ei ole jotain, joka voidaan nähdä silmällä. Se on ominaisuus, kuinka esineen liike vaikuttaa valoon. Astronomit määrittävät sinisen siirron mittaamalla pienet valon aallonpituuksien siirtymät esineestä. He tekevät tämän instrumentilla, joka jakaa valon komponenttien aallonpituuksiin. Yleensä tämä tehdään "spektrometrillä" tai jollakin muulla "spektrografilla" kutsutulla välineellä. Heidän keräämänsä tiedot kootaan niin sanottuun "spektriin". Jos valotiedot kertovat meille, että Kohde liikkuu kohti meitä, kuvaaja näyttää "siirtyneen" kohti sähkömagneettisen sinisen pään spektri.

Tähtien bluessiirron mittaaminen

Mittaamalla spektrin muutokset tähdet että Linnunrata, tähtitieteilijät voivat piirtää paitsi liikkeensä myös koko galaksin liikkeen. Esineet, jotka ovat siirtymässä meiltä, ​​ilmestyvät redshifted, kun taas lähestyvät objektit bluesivaihtuvat. Sama pätee meitä kohtaan tulevan esimerkkigalaksin kanssa.

Andromeda ja Linnunrata törmäävät galaksin sisäpuolella olevan planeetan pinnalta nähtynä.
Tähtitieteilijät voivat määrittää nopeuden, jolla Andromedan galaksi tulee kohti Linnunrataa mittaamalla sen bluessiirto.Luotto: NASA; ESA; Z. Levay ja R. van der Marel, STScI; T. Hallas; ja A. Mellinger

Onko maailmankaikkeus blueshifted?

Aikaisempi, nykyinen ja tulevaisuuden tila universumi on kuuma aihe tähtitiedessä ja yleisesti tieteessä. Ja yksi tapa tutkia näitä tiloja on tarkkailla ympärillämme olevien astronomisten esineiden liikettä.

Alun perin maailmankaikkeus ajateltiin pysähtyvän galaksiamme, Linnunradan reunaan. Mutta 1900-luvun alkupuolella, tähtitieteilijä Edwin Hubble löysimme galakseja meidän ulkopuolellamme (näitä oli tosiasiallisesti havaittu aiemmin, mutta tähtitieteilijät ajattelivat, että ne olivat yksinkertaisesti eräänlainen tähtisumu, ei kokonaisia ​​tähtijärjestelmiä). Nyt tiedetään olevan useita miljardeja galakseja ympäri maailmankaikkeutta.

Tämä muutti koko käsitystämme maailmankaikkeudesta ja pian sen jälkeen tasoitti tietä uuden teorian, universumin luomisen ja evoluution, kehittämiselle: Big Bang Theory.

Universumin liikkeen selvittäminen

Seuraava askel oli selvittää missä olemme universaalin evoluution prosessissa ja mitä kiltti siitä universumista, jossa elämme. Kysymys on todella: laajeneeko maailmankaikkeus? Sopimuspuolen? Staattinen?

Tähän vastaamaan astronomit mittasivat spektrin muutokset galaksit lähellä ja kaukana, projekti, joka on edelleen osa tähtitiedettä. Jos galaksien valomittaukset muuttuisivat yleensä sinistä, silloin tämä tarkoittaisi maailmankaikkeutta supistuu ja että meitä voitaisiin johtaa "suureen romahdukseen", koska kaikki kosmossa menee takaisin yhteen.

maailmankaikkeuden laajeneminen
Kiihtyvä, laajeneva universumi, joka osoittaa kiihtyneen laajentumisen vaikutuksen kosmisen historian viimeisimmillä aikakaudella.NASA / WMAP

Kuitenkin osoittautuu, että galaksit ovat yleensä taantumassa meistä ja ilmestyvät redshifted. Tämä tarkoittaa, että maailmankaikkeus laajenee. Ei vain, mutta tiedämme nyt, että universaali laajentuminen kiihtyy ja että se kiihtyi aikaisemmin eri vauhdilla. Tätä kiihtyvyyden muutosta johtaa salaperäinen voima, joka tunnetaan yleisesti nimellä tumma energia. Meillä on vähän ymmärrystä pimeän energian luonne, vain että se näyttää olevan kaikkialla maailmankaikkeudessa.

Avainsanat

  • Termi "blueshift" tarkoittaa valon aallonpituuksien muutosta spektrin sinistä päätä kohti, kun esine liikkuu kohti meitä avaruudessa.
  • Tähtitieteilijät ymmärtävät blueshiftin avulla galaksien liikkeitä toisiaan kohti ja kohti avaruusaluetta.
  • Punasiirtymä koskee meistä poistuvien galaksien valonspektriä; ts. niiden valo siirtyy kohti spektrin punaista päätä.

Lähteet

  • Cool Cosmos, coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/cosmic_reference/redshift.html.
  • "Laajentavan maailmankaikkeuden löytäminen." Laajeneva maailmankaikkeus, skyserver.sdss.org/dr1/en/astro/universe/universe.asp.
  • NASA, NASA, kujutä.gsfc.nasa.gov/features/yba/M31_velocity/spectrum/doppler_more.html.

Muokannut Carolyn Collins Petersen.

instagram story viewer