Πώς καθορίζετε πόσο γρήγορα απομακρύνεται ένας μακρινός γαλαξίας από τη γη;

Καθορίζουμε πόσο γρήγορα ένας μακρινός γαλαξίας απομακρύνεται από τη γη χρησιμοποιώντας ένα φαινόμενο που ονομάζεται redshift . Δείτε πώς λειτουργεί:

1. Φως από μακρινούς γαλαξίες: Οι γαλαξίες εκπέμπουν φως, το οποίο περιέχει ένα φάσμα διαφορετικών μηκών κύματος.

2. Το Doppler Effect: Καθώς ένας γαλαξίας απομακρύνεται από εμάς, το φως κυματίζει που εκπέμπει εκτείνεται, παρόμοιος με τον τρόπο με τον οποίο ο ήχος μιας σειρήνας αλλάζει το βήμα καθώς απομακρύνεται από εσάς. Αυτό το τέντωμα κάνει τα μήκη κύματος του φωτός να εμφανίζονται περισσότερο, μετατοπίζοντας τα προς το κόκκινο άκρο του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Αυτό είναι γνωστό ως redshift .

3. Μέτρηση redshift: Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν φασματογραφήματα για να αναλύσουν το φως από μακρινούς γαλαξίες. Ψάχνουν για συγκεκριμένες φασματικές γραμμές - όπως δακτυλικά αποτυπώματα στοιχείων - και συγκρίνουν τις θέσεις τους με τις ίδιες γραμμές στο εργαστήριο. Η ποσότητα της μετατόπισης προς το κόκκινο άκρο του φάσματος μας λέει πόσο έχει τεντωθεί το φως.

4. ταχύτητα υπολογισμού: Η ποσότητα της μετατόπισης είναι άμεσα ανάλογη με την ταχύτητα ύφεσης του γαλαξία. Αυτή η σχέση περιγράφεται από τον νόμο του Hubble:

v =h₀ * d

Οπου:

* V είναι η ταχύτητα του γαλαξία

* h₀ είναι η σταθερά Hubble, μια τιμή που αντιπροσωπεύει το ρυθμό επέκτασης του σύμπαντος (περίπου 70 km/s/mpc)

* d είναι η απόσταση από τον γαλαξία

Συνοπτικά: Με τη μέτρηση της κόκκινης μετατόπισης ενός μακρινού γαλαξία, οι αστρονόμοι μπορούν να καθορίσουν την ταχύτητά του σε σχέση με τη Γη και να κατανοήσουν πώς επεκτείνεται το σύμπαν.

Σημαντική σημείωση: Το Redshift εμφανίζεται επίσης όταν το φως διέρχεται από ένα ισχυρό βαρυτικό πεδίο, λόγω της κάμψης του χωροχρόνου. Αυτό ονομάζεται "βαρυτική redshift" και είναι ένα ξεχωριστό φαινόμενο από το doppler redshift που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των ταχύτητων των γαλαξιών.