红移如何显示宇宙正在扩大

当观星者看着夜空时,他们会看到光线。它是宇宙中长途旅行的重要组成部分。这种光,正式称为"电磁辐射",包含关于它来自的物体的信息库,从它的温度到它的运动。

天文学研究光的技术称为"光谱学"。它允许他们将其分解到其波长以创建什么's称为a"spectrum"。除此之外,他们可以判断一个物体是否正在远离我们。他们使用一个名为a"redshift"的属性来描述物体在空间中彼此远离的运动。

当发射电磁辐射的物体从观察者接收时发生红移。检测到的光出现"更红"因为它向光谱的"红色"末端移动。红移不是任何人都能做到的"参见。"它'这是天文学家通过研究其波长来测量光的效果。

Redshift如何工作

物体(通常称为"源")发射或吸收特定波长或一组波长的电磁辐射。大多数恒星发出各种各样的光,从可见光到红外,紫外线,x射线等。

当光源远离观察者时,波长似乎为"伸出"或增加。随着物体后退,每个峰值都会远离前一个峰值发射。类似地,当波长增加(变得更红)时,频率以及能量减少。

物体后退越快,其红移越大。这种现象是由于多普勒效应。地球上的人们以非常实用的方式熟悉多普勒频移。例如,多普勒效应(红移和蓝移)的一些最常见的应用是pol冰雷达*。它们将信号从车辆上反弹,红移或蓝移的数量告诉一名官员它的速度有多快。多普勒天气雷达告诉预测者风暴系统的移动速度有多快。多普勒技术在天文学中的应用遵循相同的原理,但天文学家并没有用它来学习它们的运动。

天文学家确定红移(和蓝移)的方式是使用一种叫做光谱仪(或光谱仪)的仪器来观察物体发出的光。光谱线中的微小差异显示向红色(用于红移)或蓝色(用于蓝移)的偏移。如果差异显示红移,则意味着对象正在后退。如果它们'重蓝色,则对象接近。

宇宙的扩张

在20世纪初,天文学家认为整个宇宙都被包裹在我们自己的宇宙,即乳白色地带内。但是,对其他恒星的测量(被认为是我们自己内部的简单星云)显示,它们实际上是乳状之外的。这一发现是由天文学家Edwin P.Hubble根据另一位名为Henrietta Leavitt的天文学家对可变星的测量得出的。

此外,测量了这些恒星的红移健康知识包括哪些(在某些情况下是蓝移)以及它们的距离。哈伯发现了一个惊人的发现,即星团越远,它的红移就越大。这种相关性现在被称为Hubble's定律。它有助于天文学家定义宇宙的扩张。它还表明,距离我们越远的物体,它们越快后退。(从广义上讲,这是正确的,例如,由于我们的"局部群")的运动,有一些局部星团正在向我们移动。)在大多数情况下,宇宙中的物体正在后退彼此远离,运动可以通过分析它们的红光来测量fts。

天文学红移的其他用途

天文学家可以使用红移来确定乳白色的运动。他们通过测量我们galaxy中物体的多普勒频移来做到这一点。这些信息揭示了其他恒星和星云如何相对于地球移动。它们还可以测量非常遥远的星团的运动-称为"高红移星"。这是一个快速发展的天文学领域。它不仅关注宇宙,还关注其他物体,如伽马射线爆发的来源。

这些物体具有非常高的红移,这意味着它们以极高的速度离开我们。天文学家将字母z分配给红移。这就解释了为什么有时会出现一个故事,说一个星团的红移z=1或类似的东西。宇宙最早的时代位于大约100的z。因此,红移也为天文学家提供了一种方法来了解事物的移动速度以及它们的移动速度。

对远处物体的研究也为天文学家提供了大约137亿年前宇宙状态的快照。宇宙历史始于大爆炸的时候。从那时起,宇宙不仅看起来在扩张,而且其扩张也在加速。这种影响的来源是暗能量,宇宙中一个尚不为人所知的部分。使用红移测量宇宙(大)距离的天文学家发现,在整个宇宙历史上加速度并不总是相同的。这种变化的原因尚不清楚,黑暗能量的这种影响仍然是宇宙学研究的一个有趣领域(宇宙起源和演化的研究)

由Carolyn Collins Petersen编辑。