Blueshift - Blueshift
| Generell relativitet |
|---|
 |
| Del av en serie om |
| Fysisk kosmologi |
|---|
 |
| Spesiell relativitet |
|---|
 |
Et blueshift er enhver nedgang i bølgelengde (økning i energi ), med en tilsvarende økning i frekvens, av en elektromagnetisk bølge . I synlig lys forskyver dette en farge mot den blå enden av spekteret. Den motsatte effekten kalles rødskift .
Doppler blueshift
Doppler blueshift er forårsaket av bevegelse av en kilde mot observatøren. Begrepet gjelder enhver nedgang i bølgelengde og økning i frekvens forårsaket av relativ bevegelse, selv utenfor det synlige spekteret . Bare objekter som beveger seg med nær-relativistiske hastigheter mot observatøren er merkbart blåere for det blotte øye , men bølgelengden til enhver reflektert eller avgitt foton eller annen partikkel blir forkortet i kjøreretningen.
Doppler blueshift brukes i astronomi for å bestemme relativ bevegelse:
- Den Andromedagalaksen beveger seg mot vår egen Melkeveien galakse i lokale gruppen ; dermed, når det observeres fra jorden, gjennomgår lyset et bluesskift.
- Komponenter i et binært stjernesystem vil bli blåskiftet når de beveger seg mot jorden
- Når vi observerer spiralgalakser, vil siden som snurrer mot oss ha en liten bluesforskyvning i forhold til siden som snurrer vekk fra oss (se forholdet Tully - Fisher ).
- Blazarer er kjent for å drive relativistiske jetfly mot oss, og avgir synkrotronstråling og bremsstråling som virker blåskiftet.
- Nærliggende stjerner som Barnard's Star beveger seg mot oss, noe som resulterer i et veldig lite blueshift.
- Dopplerbluesforskyvning av fjerne objekter med høy z kan trekkes fra det mye større kosmologiske rødskiftet for å bestemme relativ bevegelse i det ekspanderende universet .
Gravitasjonell blueshift
I motsetning til det relative Doppler -blueshiftet, forårsaket av bevegelse av en kilde mot observatøren og dermed avhengig av den mottatte vinkelen til fotonet, er gravitasjonsblueshift absolutt og avhenger ikke av den mottatte vinkelen til fotonet:
Fotoner som klatrer ut av et graviterende objekt blir mindre energiske. Dette tapet av energi er kjent som en "rødforskyvning", ettersom fotoner i det synlige spekteret vil virke mer røde. På samme måte blir fotoner som faller inn i et gravitasjonsfelt mer energiske og viser en bluesforskyvning. ... Vær oppmerksom på at størrelsen på rødskiftende (blueshifting) -effekten ikke er en funksjon av den utsendte vinkelen eller den mottatte vinkelen til fotonet - det avhenger bare av hvor langt radielt fotonen måtte klatre ut av (falle inn) i potensialet vi vil.
Det er en naturlig konsekvens av bevaring av energi og masseenergiekvivalens , og ble bekreftet eksperimentelt i 1959 med Pound - Rebka -eksperimentet . Gravitasjonsblueshift bidrar til anisotropi av kosmisk mikrobølgeovn (CMB) via Sachs - Wolfe -effekten : når en gravitasjonsbrønn utvikler seg mens et foton passerer, vil mengden blueshift ved tilnærming avvike fra mengden gravitasjonsrødskift når den forlater regionen.
Blå utfall
Det er langt borte aktive galakser som viser en Shift i sin [O III] utslippslinjer . En av de største bluesforskyvningene finnes i den tranglinjede kvasaren , PG 1543+489, som har en relativ hastighet på -1150 km/s. Disse typer galakser kalles "blå ytterpunkter".
Kosmologisk blueshift
I et hypotetisk univers som gjennomgår en runaway Big Crunch -sammentrekning, vil det bli observert et kosmologisk bluesskift, med galakser lenger borte som blir stadig mer blueshiftet - det stikk motsatte av det faktisk observerte kosmologiske rødskiftet i det nåværende ekspanderende universet .