Astronomi har ett antal termer som låter exotiska för icke-astronomer. De flesta människor har hört talas om ”ljusår” och ”parsec” som termer för avlägsna mätningar Men andra termer är mer tekniska och kan låta ”jargony” för människor som inte kan mycket om astronomi. Två sådana termer är ”rödförskjutning” och ”blåförskjutning.” De används för att beskriva ett objekts rörelse mot eller bort från andra objekt i rymden.
Rödförskjutning indikerar att ett föremål rör sig bort från oss. ”Blueshift” är en term som astronomer använder för att beskriva ett föremål som rör sig mot ett annat föremål eller mot oss. Någon kommer att säga, ”Den galaxen är blåskiftad med avseende på Vintergatan”, till exempel. Det betyder att galaxen rör sig mot vår punkt i rymden. Den kan också användas för att beskriva hastigheten som galaxen tar som det närmar sig vårt
Bo rödförskjutningen och blåförskjutningen bestäms genom att studera spektrumet av ljus som utstrålas från föremålet. Specifikt ”fingeravtryck” av element i spektrumet (som tas med en spektrograf eller en spektrometer), ”skiftas” mot det blå eller röda beroende på objektets rörelse.
Hur bestämmer astronomer blåskiftning?
Blåförskjutning är ett direkt resultat av en egenskap hos ett objekts rörelse som kallas dopplereffekten, även om det finns andra fenomen som också kan leda till att ljuset blir blåskiftat. Så här fungerar det. Låt oss ta den galaxen som ett exempel igen. Den sänder ut strålning i form av ljus, röntgenstrålar, ultraviolett, infrarött, radio, synligt ljus och så vidare. När den närmar sig en observatör i vår galax verkar varje foton (ljuspaket) som den sänder ut vara producerad närmare den föregående fotonen i tiden. Detta beror på Dopplereffekten och galaxens egenrörelse (dess rörelse genom rymden). Resultatet är att fotontopparna dyker upp
för att vara närmare varandra än de faktiskt är, vilket gör ljusets våglängd kortare (högre frekvens och därför högre energi), som bestäms av observatören.
Blueshift är inget som kan ses med ögat. Det är en egenskap hos hur ljus påverkas av ett föremåls rörelse. Astronomer bestämmer blåförskjutning genom att mäta små förskjutningar i ljusets våglängder från föremålet. Det gör de med ett instrument som delar upp ljuset i dess ingående våglängder. Normalt görs detta med en ”spektrometer” eller ett annat instrument som kallas ”spektrograf”. Datan de samlar in grafas in i vad som kallas ett ”spektrum”. Om ljusinformationen talar om för oss att objektet rör sig mot oss, kommer grafen att se ”förskjuten” mot den blå änden av det elektromagnetiska spektrumet.
Mätning av Blueshifts av Stjärnor
Genom att mäta de spektrala skiftningarna av stjärnor i Vintergatan kan astronomer plotta inte bara deras rörelser, utan också galaxens rörelse som helhet. Objekt som rör sig bort från oss kommer att se rödförskjutna ut, medan föremål som närmar sig kommer att vara blåskiftade. Detsamma gäller för exemplet galaxen som kommer mot oss.
Kredit: NASA; ESA; Z. Levay och R. van der Marel, STScI; T. Hallas; och A. Mellinger
Är universum blåskiftat?
Universums förflutna, nuvarande och framtida tillstånd är ett hett ämne inom astronomi och vetenskap i allmänhet. Och ett av sätten att studera dessa tillstånd är att observera rörelsen hos de astronomiska objekten runt omkring oss.
Ursprungligen trodde man att universum stannade vid kanten av vår galaxen, Vintergatan. Men i början av 1900-talet fann astronomen Edwin Hubble att det fanns galaxer utanför vår (dessa hade faktiskt observerats tidigare, men astronomerna trodde att de helt enkelt var en slags nebulosa, inte hela system av stjärnor). Det är nu känt att det finns flera miljarder galaxer över hela universum.
Detta förändrade hela vår förståelse av universum och kort därefter , banade vägen för utvecklingen av en ny teori om universums skapelse och evolution: Big Bang Theory.
Att räkna ut universums rörelse
Nästa steg var att bestämma var vi befinner oss i den universella evolutionsprocessen, och vad typ av universum vi lever i. Frågan är verkligen: expanderar universum? Entreprenad? Statisk?
För att svara på det mätte astronomer de spektrala skiftningarna av galaxer nära och fjärran, ett projekt som fortsätter att vara en del av astronomi. Om galaxernas ljusmätningar var blåskiftade i allmänhet, skulle detta betyda att universum drar ihop sig och att vi kan vara på väg mot en ”stor knas” när allt i kosmos slår ihop igen.
Det accelererande, expanderande universum, visar inflytandet av accelererad expansion under de senaste epoker av kosmisk historia.NASA/WMAP
Men det visar sig att galaxerna i allmänhet är viker från oss och verkar rödförskjutna. Det betyder att universum expanderar. Inte bara det, men vi vet nu att den universella expansionen accelererar och att den accelererade i en annan takt tidigare. Den förändringen i acceleration drivs av en mystisk kraft känd allmänt som mörk energi
. Vi har liten förståelse för mörk energis natur, bara att den verkar finnas överallt i universum.
NyckelhämtningarTermen ”blåförskjutning” hänvisar till förskjutningen av ljusets våglängder mot den blå änden av spektrumet som ett föremål rör sig mot oss i rymden.Astronomer använder blueshift för att förstå galaxernas rörelser mot varandra och mot vår region av rymden.
Rödförskjutning gäller ljusspektrumet från galaxer som rör sig bort från oss; det vill säga deras ljus skiftas mot den röda änden av spektrumet.
Källor
Cool Cosmos, coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/cosmic_reference/redshift.html
”Upptäckten av det expanderande universum.” The Expanding Universe, skyserver .sdss.org/dr1/en/astro/universe/universe.asp.
NASA, NASA, imagine.gsfc.nasa.gov/ features/yba/M31_velocity/spectrum/doppler_more.html.
