Открыть главное меню

Красное смещение

Красное смещение
Красное смещение и синее смещение

Красное смещение — сдвиг спектральных линий химических элементов в красную (длинноволновую) сторону[1]. Это явление может быть выражением слабого диффузного рассеяния, эффекта Доплера или гравитационного красного смещения, или их комбинацией. Сдвиг спектральных линий в фиолетовую (коротковолновую) сторону называется синим смещением. Впервые сдвиг спектральных линий в спектрах небесных тел описал французский физик Ипполит Физо в 1848 году, и предложил для объяснения сдвига эффект Доплера, вызванный лучевой скоростью звезды.

Содержание

Теория красного смещенияПравить

В обоих случаях (Доплеровского эффекта или эффектов ОТО) параметр смещения   определяется как

 [1]

где   и   — значения длины волны в точках наблюдения и испускания излучения соответственно.

Доплеровское смещение длины волны в спектре источника, движущегося с лучевой скоростью   и полной скоростью  , равно

 

Гравитационное красное смещение было предсказано А. Эйнштейном (1911) при разработке общей теории относительности (ОТО). В линейном относительно гравитационного потенциала приближении

 

где   и   — значения гравитационного потенциала в точках наблюдения и излучения соответственно.   в том случае, когда в точке наблюдения потенциал больше (а модуль его меньше, так как потенциал — величина отрицательная).

Для массивных компактных объектов с сильным полем тяготения (например, нейтронных звёзд и чёрных дыр) следует пользоваться точными формулами. В частности, гравитационное красное смещение в спектре сферического тела массой   и радиусом   (где   — гравитационный радиус,   — гравитационная постоянная) определяется выражением

 

Наблюдение красного смещенияПравить

Каждый химический элемент поглощает или излучает электромагнитные волны на строго определённых частотах. Поэтому каждый химический элемент образует в спектре неповторимую картину из линий, используемую в спектральном анализе. В результате слабой диффузии, эффекта Доплера, эффектов ОТО, частота излучения от удалённых объектов, например, звёзд, может изменяться (понижаться или повышаться), а линии соответственно будут смещаться в красную (длинноволновую) или синюю (коротковолновую) часть спектра, сохраняя, однако, своё неповторимое относительное расположение. Смещение линий в красную сторону (обусловленное удалением объекта) и называется «красным смещением».

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

СсылкиПравить