Przesunięcie Ku Czerwieni

Przesunięcie ku czerwieni, poczerwienienie (ang. redshift) - zjawisko obserwowane w astronomii polegające na tym, że linie widmowe promieniowania elektromagnetycznego docierające z niektórych gwiazd lub galaktyk są przesunięte w stronę większych długości fali (mniejszych częstotliwości).

Z definicji przesunięcie ku czerwieni z jest pomniejszonym o jeden stosunkiem długości fali odebranej z ciała niebieskiego do długości fali emitowanej. Jeżeli emitowana fala ma długość λe, a obserwuje się falę o długości λo, to związek pomiędzy tymi długościami można wyrazić wzorem:

gdzie z jest przesunięciem ku czerwieni.

Określenie przesunięciu ku czerwieni wprowadzono ze względu na fakt, iż światło widzialne o najdłuższej fali ma kolor czerwony i w kierunku tego krańca widma przesuwają się linie. Zamiennie mówi się też o poczerwienieniu światła lub widma gwiazdy czy wręcz redshifcie (szczególnie w kosmologii). Pojęcie to jest na tyle zakorzenione w astronomii, iż również dla zakresu długofalowego widma (podczerwieni czy wręcz fal radiowych) mówi się o przesunięciu ku czerwieni, choć tak naprawdę linie widmowe w tych pasmach oddalają się od barwy czerwonej.

W kosmologii efekt poczerwienienia obserwowany jest dla źródeł światła leżących w znacznej odległości od Ziemi (odległych galaktyk). Przesunięcie to jest proporcjonalne do odległości danego obiektu od Ziemi i jest podstawowym argumentem za modelem rozszerzającego się wszechświata (prawo Hubble'a).

Przesunięcie ku czerwieni wykrywa się analizując położenie linii widmowych pochodzących z danego obiektu. Analizy dokonuje się poprzez porównanie spektroskopowe światła gwiazdy i linii widmowych Widmo uzyskane na Ziemi

pierwiastków w laboratorium (np. wodoru). i odebrane z odległej galaktyki.

Przesunięcie ku czerwieni jest wywołane kilkoma przyczynami:

• Oddalanie się źródła światła. Podobne zjawisko zachodzi dla fal dźwiękowych i jest nazywane efektem Dopplera. W tym przypadku, ponieważ mamy do czynienia ze światłem, jest to relatywistyczny efekt Dopplera.

• Rozszerzanie się wszechświata. Poczerwienienie występuje w widmach odległych galaktyk jako konsekwencja ekspansji wszechświata - odleglejsze galaktyki mają większe przesunięcie ku czerwieni.

• Efekt grawitacyjny - światło "pokonując" grawitację traci energię, czyli zwiększa długość fali.

• Efekt Sachsa - Wolfe'a.

Analogicznie, przesunięcie ku niebieskiemu występuje gdy obserwowane źródło światła zbliża się do obserwatora. Takie widma obserwuje się dla obiektów poruszających się w stronę Ziemi (np. Galaktyka Andromedy).

Przesunięcie ku Fioletowi

Przesunięcie ku fioletowi, przesunięcie ku niebieskiemu (ang. blueshift) - zjawisko obserwowane w astronomii polegające na tym, że linie widmowe promieniowania elektromagnetycznego docierające z niektórych gwiazd lub galaktyk są przesunięte w stronę mniejszych długości fali (większych częstotliwości), co w zakresie światła widzialnego powoduje właśnie przesunięcie ku fioletowi. Spowodowane jest efektem Dopplera, związanym z przybliżaniem się obserwowanego obiektu do obserwatora. Takie widma obserwuje się czasem dla gwiazd stosunkowo bliskich Ziemi, znajdujących się w naszej Galaktyce.

Zjawiskiem analogicznym do przesunięcia ku fioletowi jest przesunięcie ku czerwieni, które wiąże się m.in. ze względnym oddalaniem źródła i obserwatora. Jednak w przeciwieństwie do "redshiftu kosmologicznego" (związanego z ekspansją wszechświata), nie istnieje kosmologiczny "blueshift".

Jedną z niewielu galaktyk, których widma wykazują przesunięcie ku fioletowi, jest Galaktyka Andromedy. Jej prędkość radialna przybliżania się do Słońca równa jest około 300 kilometrów na sekundę. Po uwzględnieniu prędkości poruszania się Układu Słonecznego wewnątrz Drogi Mlecznej, prędkość zbliżania się naszej Galaktyki i Galaktyki Andromedy jest równa około 100 km/s. Wnioskuje się stąd, że te dwie galaktyki czeka w przyszłości zderzenie.

---