Čo Redshift odhaľuje o objekte

Keď sa hviezdni pozerajú na nočnú oblohu, tak vidieť svetlo. Je to nevyhnutná súčasť vesmíru, ktorá prešla veľkými vzdialenosťami. Toto svetlo, formálne nazývané „elektromagnetické žiarenie“, obsahuje pokladnicu informácií o objekte, z ktorého pochádza, od teploty až po pohyby.

Astronómovia študujú svetlo technikou zvanou „spektroskopia“. Umožňuje im rozptýliť ju na svoje vlnové dĺžky a vytvoriť takzvané „spektrum“. Okrem iného môžu zistiť, či sa nejaký objekt od nás vzdialil. Používajú vlastnosť zvanú „červený posun“ na opis pohybu objektov, ktoré sa od seba vzdialia vo vesmíre.

Redshift nastane, keď objekt emitujúci elektromagnetické žiarenie ustúpi od pozorovateľa. Zistené svetlo sa javí „červenšie“, ako by malo byť, pretože je posunuté smerom k „červenému“ koncu spektra. Redshift nie je niečo, čo môže niekto vidieť. Je to efekt, ktorý astronómovia merajú na svetle štúdiom jeho vlnových dĺžok.

Objekt (zvyčajne nazývaný „zdroj“) vyžaruje alebo absorbuje elektromagnetické žiarenie so špecifickou vlnovou dĺžkou alebo skupinou vlnových dĺžok. Väčšina hviezd vydáva širokú škálu svetla, od viditeľného po infračervené, ultrafialové, röntgenové atď.

Keď sa zdroj vzdiali od pozorovateľa, zdá sa, že vlnová dĺžka sa „natiahne“ alebo zvýši. Každý pík je emitovaný ďalej od predchádzajúceho píku, keď sa objekt ustupuje. Podobne, zatiaľ čo vlnová dĺžka stúpa (je červenlivá), znižuje sa frekvencia a tým aj energia.

Čím rýchlejšie sa objekt ustúpi, tým väčší bude jeho červený posun. Tento jav je spôsobený dopplerovský efekt. Ľudia na Zemi poznajú Dopplerov posun veľmi praktickými spôsobmi. Napríklad niektoré z najbežnejších aplikácií dopplerovského efektu (červený aj modrý) sú policajné radarové zbrane. Odrazia signály z vozidla a množstvo červeného alebo modrého posunu povie dôstojníkovi, ako rýchlo to ide. Dopplerský radar povie predpovedcom, ako rýchlo sa búrkový systém pohybuje. Použitie Dopplerových techník v astronómii sa riadi rovnakými princípmi, ale namiesto toho, aby kupovali galaxie, astronómovia ich používajú na to, aby sa dozvedeli o svojich pohyboch.

Spôsob, akým astronómovia určujú redshift (a blueshift), je používať prístroj nazývaný spektrograf (alebo spektrometer) na sledovanie svetla vyžarovaného objektom. Drobné rozdiely v spektrálnych líniách ukazujú posun smerom k červenej (pre červený posun) alebo modrej (pre modrý posun). Ak rozdiely ukazujú červený posun, znamená to, že objekt ustupuje. Ak sú modré, objekt sa blíži.

Začiatkom 20. storočia si astronómovia mysleli, že to všetko je vesmír bol uzavretý v našom vlastnom galaxie, mliečna dráha. Merania však boli vykonané aj inými galaxie, o ktorých sa myslelo, že sú jednoducho hmlovinami vnútri našej, ukázali, že sú skutočne zvonka Mliečnej dráhy. Tento objav urobil astronóm Edwin P. Hubble, na základe merania premenných hviezd iným menovaným astronómom Henrietta Leavitt.

Okrem toho sa pre tieto galaxie merali aj červené posuny (av niektorých prípadoch aj modré posuny), ako aj ich vzdialenosti. Hubbleov objavil prekvapujúce zistenie, že čím ďalej je galaxia, tým väčší sa nám javí červený posun. Táto korelácia sa teraz nazýva Hubbleov zákon. Pomáha astronómom definovať rozširovanie vesmíru. Ukazuje to tiež, že čím ďalej sú objekty, tým rýchlejšie ustupujú. (Platí to v širšom zmysle, existujú napríklad miestne galaxie, ktoré sa pohybujú smerom k nám v dôsledku pohybu našich „ Miestna skupina".) Zvyčajne sa objekty vo vesmíre ustupujú jeden od druhého a tento pohyb sa dá zmerať analýzou ich červených posunov.

Astronómovia môžu pomocou červeného posuvu určiť pohyb Mliečnej dráhy. Robia to meraním Dopplerovho posunu objektov v našej galaxii. Táto informácia ukazuje, ako sa iné hviezdy a hmloviny pohybujú vo vzťahu k Zemi. Môžu tiež merať pohyb veľmi vzdialených galaxií - nazývaných „galaxie s vysokým červeným posunom“. Toto je rýchlo rastúca oblasť astronómie. Zameriava sa nielen na galaxie, ale aj na iné iné objekty, napríklad zdroje gama praskne.

Tieto objekty majú veľmi vysoký červený posun, čo znamená, že sa od nás vzdialia pri veľmi vysokých rýchlostiach. Astronómovia priraďujú list z na redshift. To vysvetľuje, prečo niekedy vyjde príbeh, ktorý hovorí, že galaxia má červený posun z= 1 alebo niečo také. Najstaršie epochy vesmíru ležia na a z asi 100. Redshift teda dáva astronómom tiež spôsob, ako pochopiť, ako ďaleko sú veci preč, okrem toho, ako rýchlo sa pohybujú.

Štúdium vzdialených objektov tiež dáva astronómom prehľad o stave vesmíru asi pred 13,7 miliardami rokov. Vtedy začala kozmická história s Veľkým treskom. Zdá sa, že vesmír sa od tej doby nielen rozširuje, ale jeho expanzia sa tiež zrýchľuje. Zdroj tohto účinku je temná energia, nie dobre pochopená časť vesmíru. Astronómovia používajúci červený posun na meranie kozmologických (veľkých) vzdialeností zistili, že zrýchlenie nebolo v celej kozmickej histórii vždy rovnaké. Dôvod tejto zmeny stále nie je známy a tento efekt temnej energie zostáva zaujímavou oblasťou štúdia kozmológie (štúdium pôvodu a vývoja vesmíru).

Upravil Carolyn Collins Petersen.