Kas ir Blueshift?

Ar 2,5 miljoniem gaismas gadu Andromedas galaktika ir Piena Ceļam tuvākā spirālveida galaktika. Astronomi zina, ka tas virzās uz Piena ceļu, jo tā gaisma ir 'zilā nobīde'. Ādams Evanss/Wikimedia Commons.

Astronomijā ir vairāki termini, kas izklausās eksotiski tiem, kas nav astronomi. Lielākā daļa cilvēku ir dzirdējuši par 'gaismas gadiem' un 'parseku' kā attāluma mērījumu terminus. Taču citi termini ir vairāk tehniski un var izklausīties “žargonisti” cilvēkiem, kuri nezina daudz par astronomiju. Divi šādi termini ir 'sarkanā nobīde' un 'zilā nobīde'. Tos izmanto, lai aprakstītu objekta kustību pret citiem objektiem telpā vai prom no tiem.

Sarkanā nobīde norāda, ka kāds objekts attālinās no mums. 'Blueshift' ir termins, ko astronomi izmanto, lai aprakstītu objektu, kas virzās uz citu objektu vai pret mums. Kāds teiks, piemēram, 'šī galaktika ir zilā nobīde attiecībā pret Piena ceļu'. Tas nozīmē, ka galaktika virzās uz mūsu kosmosa punktu. To var arī izmantot, lai aprakstītu galaktikas ātrumu, tuvojoties mūsu galaktikai.

Gan sarkano, gan zilo nobīdi nosaka, pētot no objekta izstarotās gaismas spektru. Konkrēti, spektra elementu “pirkstu nospiedumi” (kas tiek ņemti ar spektrogrāfu vai spektrometru) tiek “nobīdīti” zilā vai sarkanā virzienā atkarībā no objekta kustības.

Astronomi izmanto Doplera efektu, lai izmērītu gaismas viļņu biežumu, objektam kustoties attiecībā pret novērotāju. Biežums ir mazāks, jo tas virzās uz jums, un objekts rāda zilo nobīdi. Ja objekts attālinās, tas parāda sarkano nobīdi. Tas parādās zvaigžņu gaismas spektros kā melno līniju (ko sauc par absorbcijas līnijām) nobīde, kā parādīts šeit). Kerolīna Kolinsa Petersena

Kā astronomi nosaka zilo nobīdi?

Blueshift ir tiešs objekta kustības īpašības rezultāts Doplera efekts , lai gan ir arī citas parādības, kuru dēļ gaisma var kļūt zilā nobīde. Lūk, kā tas darbojas. Atkal ņemsim šo galaktiku kā piemēru. Tas izstaro starojums gaismas, rentgenstaru, ultravioleto, infrasarkano staru, radio, redzamās gaismas un tā tālāk veidā. Kad tas tuvojas novērotājam mūsu galaktikā, katrs fotons (gaismas pakete), ko tas izstaro, šķiet, tiek ražots tuvāk iepriekšējam fotonam. Tas ir saistīts ar Doplera efektu un galaktikas pareizu kustību (tās kustība caur telpu). Rezultāts ir tāds, ka fotonu maksimums parādās būt tuvāk kopā, nekā tie patiesībā ir, padarot gaismas viļņa garumu īsāku (augstāku frekvenci un līdz ar to lielāku enerģiju), kā to nosaka novērotājs.

Blueshift nav kaut kas tāds, ko var redzēt ar aci. Tā ir īpašība tam, kā gaismu ietekmē objekta kustība. Astronomi nosaka zilo nobīdi, mērot nelielas gaismas viļņu garuma nobīdes no objekta. Viņi to dara ar instrumentu, kas sadala gaismu tā komponentu viļņu garumos. Parasti to dara ar “spektrometru” vai citu instrumentu, ko sauc par “spektrogrāfu”. Viņu apkopotie dati tiek attēloti tā sauktajā 'spektrā'. Ja gaismas informācija mums norāda, ka objekts virzās uz mums, grafiks parādīsies 'nobīdīts' pret elektromagnētiskā spektra zilo galu.

Zvaigžņu zilās nobīdes mērīšana

Mērot spektrālās nobīdes zvaigznes iekš piena ceļš , astronomi var attēlot ne tikai savas kustības, bet arī visas galaktikas kustību. Parādīsies objekti, kas attālinās no mums sarkanā nobīde , savukārt objekti, kas tuvojas, tiks nobīdīti zilā krāsā. Tas pats attiecas uz galaktiku, kas tuvojas mums.

Astronomi var noteikt ātrumu, ar kādu Andromedas galaktika tuvojas Piena ceļam, mērot tās zilo nobīdi. Pateicība: NASA; ESA; Z. Levay un R. van der Marel, STScI; T. Atradumi; un A. Mellingers

Vai Visums ir zili nobīdīts?

Pagātnes, tagadnes un nākotnes stāvoklis Visums ir aktuāla tēma astronomijā un zinātnē kopumā. Un viens no veidiem, kā mēs pētām šos stāvokļus, ir novērot apkārtējo astronomisko objektu kustību.

Sākotnēji, Visums tika uzskatīts, ka tā apstāsies mūsu galaktikas Piena Ceļa malā. Bet 1900. gadu sākumā astronoms Edvīns Habls atklāja, ka pastāv galaktikas ārpus mūsējās (tās faktiski bija novērotas iepriekš, bet astronomi domāja, ka tās ir tikai sava veida galaktikas miglājs , nevis visas zvaigžņu sistēmas). Tagad ir zināms, ka visā Visumā ir vairāki miljardi galaktiku.

Tas mainīja visu mūsu izpratni par Visumu un neilgi pēc tam pavēra ceļu jaunas teorijas par Visuma radīšanu un evolūciju attīstībai: Lielā sprādziena teorijai.

Visuma kustības noteikšana

Nākamais solis bija noteikt, kur mēs atrodamies universālās evolūcijas procesā un kas laipns Jautājums patiešām ir: vai Visums paplašinās? Līgumu slēgšana? Statisks?

Lai uz to atbildētu, astronomi izmērīja spektrālās nobīdesgalaktikastuvu un tālu, projekts, kas joprojām ir daļa no astronomijas. Ja galaktiku gaismas mērījumi kopumā būtu zilā nobīde, tas nozīmētu, ka Visums saraujas un mēs varētu nonākt “lielā krīzē”, jo viss kosmosā atkal sagrūst kopā.

Paātrinošs, paplašinās Visums, kas parāda paātrinātas paplašināšanās ietekmi jaunākajos kosmiskās vēstures laikmetos. NASA/WMAP

Tomēr izrādās, ka galaktikas kopumā attālinās no mums un parādās sarkanā nobīde . Tas nozīmē, ka Visums paplašinās. Ne tikai tas, bet mēs tagad zinām, ka universālā paplašināšanās paātrinās un ka pagātnē tā paātrinājās ar atšķirīgu ātrumu. Šīs paātrinājuma izmaiņas nosaka noslēpumains spēks, kas pazīstams kā tumšā enerģija . Mums ir maz izpratnes par tumšās enerģijas būtību, tikai šķiet, ka tā ir visur Visumā.

Key Takeaways

• Termins 'zilā nobīde' attiecas uz gaismas viļņu garuma nobīdi virzienā uz spektra zilo galu, objektam virzoties uz mums kosmosā.
• Astronomi izmanto zilo nobīdi, lai saprastu galaktiku kustības viena pret otru un mūsu kosmosa reģiona virzienā.
• Sarkanā nobīde attiecas uz gaismas spektru no galaktikām, kuras attālinās no mums; tas ir, to gaisma tiek novirzīta spektra sarkanā gala virzienā.

Avoti

• Foršs Kosmoss , coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/cosmic_reference/redshift.html.
• Paplašinošā Visuma atklāšana. Paplašinošais Visums , skyserver.sdss.org/dr1/en/astro/universe/universe.asp.
• NASA , NASA, elképzel.gsfc.nasa.gov/features/yba/M31_velocity/spectrum/doppler_more.html.

RediģējaKerolīna Kolinsa Petersena.