WikiSort.ru - Космос

Красное смещение — сдвиг спектральных линий химических элементов в красную (длинноволновую) сторону^[1]. Это явление может быть выражением 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.

Теория красного смещения

В обоих случаях (Доплеровского эффекта или эффектов ОТО) параметр смещения ${\displaystyle z}$ определяется как

${\displaystyle z={\lambda -\lambda _{0} \over \lambda _{0}},}$ ^[1]

где ${\displaystyle \lambda }$ и ${\displaystyle \lambda _{0}}$  — значения длины волны в точках наблюдения и испускания излучения соответственно.

Доплеровское смещение длины волны в спектре источника, движущегося с лучевой скоростью ${\displaystyle v_{r}}$ и полной скоростью ${\displaystyle v}$ , равно

${\displaystyle z_{D}={\frac {1+v_{r}/c}{\sqrt {1-(v/c)^{2}}}}-1.}$

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

${\displaystyle z_{G}={\frac {V-V_{0}}{c^{2}}},}$

где ${\displaystyle V}$ и ${\displaystyle V_{0}}$  — значения гравитационного потенциала в точках наблюдения и излучения соответственно. ${\displaystyle z_{G}>0}$ 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 ${\displaystyle M}$ и радиусом ${\displaystyle R>R_{G}={\frac {2GM}{c^{2}}}}$ (где ${\displaystyle R_{G}}$  — гравитационный радиус, ${\displaystyle G}$  — гравитационная постоянная) определяется выражением

${\displaystyle z_{G}=\left(1-{\frac {R_{G}}{R}}\right)^{-{\frac {1}{2}}}-1.}$

Наблюдение красного смещения

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 эффекта Доплера и/или 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. также

• Космологическое красное смещение
• Синее смещение
• Список наиболее удалённых астрономических объектов

Примечания

Ссылки

• «Красное смещение» — статья в Физической энциклопедии

В другом языковом разделе есть более полная статья Redshift (англ.). Вы можете помочь проекту, расширив текущую статью с помощью перевода. При этом, для соблюдения правил атрибуции, следует установить шаблон {{переведённая статья}} на страницу обсуждения, либо указать ссылку на статью-источник в комментарии к правке.

Это заготовка статьи по астрономии. Вы можете помочь проекту, дополнив её.

Это заготовка статьи по физике. Вы можете помочь проекту, дополнив её.