紅移如何顯示宇宙正在擴大

當觀星者看著夜空時,他們會看到光線。它是宇宙中長途旅行的重要組成部分。這種光,正式稱為"電磁輻射",包含關(guān)于它來自的物體的信息庫,從它的溫度到它的運動。

天文學研究光的技術(shù)稱為"光譜學"。它允許他們將其分解到其波長以創(chuàng)建什么's稱為a"spectrum"。除此之外,他們可以判斷一個物體是否正在遠離我們。他們使用一個名為a"redshift"的屬性來描述物體在空間中彼此遠離的運動。

當發(fā)射電磁輻射的物體從觀察者接收時發(fā)生紅移。檢測到的光出現(xiàn)"更紅"因為它向光譜的"紅色"末端移動。紅移不是任何人都能做到的"參見。"它'這是天文學家通過研究其波長來測量光的效果。

Redshift如何工作

物體(通常稱為"源")發(fā)射或吸收特定波長或一組波長的電磁輻射。大多數(shù)恒星發(fā)出各種各樣的光,從可見光到紅外,紫外線,x射線等。

當光源遠離觀察者時,波長似乎為"伸出"或增加。隨著物體后退,每個峰值都會遠離前一個峰值發(fā)射。類似地,當波長增加(變得更紅)時,頻率以及能量減少。

物體后退越快,其紅移越大。這種現(xiàn)象是由于多普勒效應。地球上的人們以非常實用的方式熟悉多普勒頻移。例如,多普勒效應(紅移和藍移)的一些最常見的應用是pol冰雷達*。它們將信號從車輛上反彈,紅移或藍移的數(shù)量告訴一名官員它的速度有多快。多普勒天氣雷達告訴預測者風暴系統(tǒng)的移動速度有多快。多普勒技術(shù)在天文學中的應用遵循相同的原理,但天文學家并沒有用它來學習它們的運動。

天文學家確定紅移(和藍移)的方式是使用一種叫做光譜儀(或光譜儀)的儀器來觀察物體發(fā)出的光。光譜線中的微小差異顯示向紅色(用于紅移)或藍色(用于藍移)的偏移。如果差異顯示紅移,則意味著對象正在后退。如果它們'重藍色,則對象接近。

宇宙的擴張

在20世紀初,天文學家認為整個宇宙都被包裹在我們自己的宇宙,即乳白色地帶內(nèi)。但是,對其他恒星的測量(被認為是我們自己內(nèi)部的簡單星云)顯示,它們實際上是乳狀之外的。這一發(fā)現(xiàn)是由天文學家Edwin P.Hubble根據(jù)另一位名為Henrietta Leavitt的天文學家對可變星的測量得出的。

此外,測量了這些恒星的紅移健康知識包括哪些(在某些情況下是藍移)以及它們的距離。哈伯發(fā)現(xiàn)了一個驚人的發(fā)現(xiàn),即星團越遠,它的紅移就越大。這種相關(guān)性現(xiàn)在被稱為Hubble's定律。它有助于天文學家定義宇宙的擴張。它還表明,距離我們越遠的物體,它們越快后退。(從廣義上講,這是正確的,例如,由于我們的"局部群")的運動,有一些局部星團正在向我們移動。)在大多數(shù)情況下,宇宙中的物體正在后退彼此遠離,運動可以通過分析它們的紅光來測量fts。

天文學紅移的其他用途

天文學家可以使用紅移來確定乳白色的運動。他們通過測量我們galaxy中物體的多普勒頻移來做到這一點。這些信息揭示了其他恒星和星云如何相對于地球移動。它們還可以測量非常遙遠的星團的運動-稱為"高紅移星"。這是一個快速發(fā)展的天文學領(lǐng)域。它不僅關(guān)注宇宙,還關(guān)注其他物體,如伽馬射線爆發(fā)的來源。

這些物體具有非常高的紅移,這意味著它們以極高的速度離開我們。天文學家將字母z分配給紅移。這就解釋了為什么有時會出現(xiàn)一個故事,說一個星團的紅移z=1或類似的東西。宇宙最早的時代位于大約100的z。因此,紅移也為天文學家提供了一種方法來了解事物的移動速度以及它們的移動速度。

對遠處物體的研究也為天文學家提供了大約137億年前宇宙狀態(tài)的快照。宇宙歷史始于大爆炸的時候。從那時起,宇宙不僅看起來在擴張,而且其擴張也在加速。這種影響的來源是暗能量,宇宙中一個尚不為人所知的部分。使用紅移測量宇宙(大)距離的天文學家發(fā)現(xiàn),在整個宇宙歷史上加速度并不總是相同的。這種變化的原因尚不清楚,黑暗能量的這種影響仍然是宇宙學研究的一個有趣領(lǐng)域(宇宙起源和演化的研究)

由Carolyn Collins Petersen編輯。