Blueshift - Blueshift
| Allmän relativitet |
|---|
 |
| Del av en serie om |
| Fysisk kosmologi |
|---|
 |
| Särskild relativitet |
|---|
 |
En blueshift är varje minskning av våglängd (ökning av energi ), med en motsvarande ökning av frekvensen, av en elektromagnetisk våg . I synligt ljus förskjuter detta en färg mot spektrumets blå ände. Den motsatta effekten kallas rödförskjutning .
Doppler blueshift
Doppler blueshift orsakas av förflyttning av en källa mot observatören. Termen gäller varje minskning av våglängd och ökad frekvens orsakad av relativ rörelse, även utanför det synliga spektrumet . Endast föremål som rör sig med nära-relativistiska hastigheter mot observatören är märkbart blåare för blotta ögat , men våglängden för någon reflekterad eller avgiven foton eller annan partikel förkortas i färdriktningen.
Doppler blueshift används i astronomi för att bestämma relativ rörelse:
- Den Andromedagalaxen är på väg mot vår egen Vintergatan galaxen inom lokala gruppen ; Således, när det observeras från jorden, genomgår dess ljus en bluesförskjutning.
- Komponenter i ett binärt stjärnsystem kommer att bluesförskjutas när de rör sig mot jorden
- När vi observerar spiralgalaxer kommer sidan som snurrar mot oss att ha en liten bluesförskjutning i förhållande till sidan som snurrar bort från oss (se Tully -Fisher -förhållandet ).
- Blazars är kända för att driva relativistiska jetstrålar mot oss och avger synkrotronstrålning och bremsstrahlung som verkar bluesförskjuten.
- Närliggande stjärnor som Barnards stjärna rör sig mot oss, vilket resulterar i en mycket liten blueshift.
- Dopplerbluesförskjutning av avlägsna objekt med hög z kan subtraheras från den mycket större kosmologiska rödförskjutningen för att bestämma relativ rörelse i det expanderande universum .
Gravitationsbluesförskjutning
Till skillnad från den relativa Doppler -bluesförskjutningen, orsakad av rörelse av en källa mot observatören och därmed beroende av fotons mottagna vinkel, är gravitationell blueshift absolut och beror inte på fotons mottagna vinkel:
Fotoner som klättrar ur ett graviterande föremål blir mindre energiska. Denna energiförlust är känd som en "rödförskjutning", eftersom fotoner i det synliga spektret skulle se mer röda ut. På samma sätt blir fotoner som faller in i ett gravitationsfält mer energiska och uppvisar en bluesförskjutning. ... Observera att storleken på den rödförskjutande effekten (blueshifting) inte är en funktion av den utsända vinkeln eller den mottagna vinkeln på foton - det beror bara på hur långt radiellt fotonen måste klättra ur (falla in) i potentialen väl.
Det är en naturlig följd av bevarande av energi och massa -energiekvivalens och bekräftades experimentellt 1959 med Pound -Rebka -experimentet . Gravitationsblueshift bidrar till anisotropi av kosmisk mikrovågsbakgrund (CMB) via Sachs – Wolfe -effekten : när en gravitationsbrunn utvecklas medan en foton passerar, kommer mängden blueshift vid inflygning att skilja sig från mängden gravitationell rödförskjutning när den lämnar regionen.
Blå utskjutare
Det finns fjärran aktiva galaxer som visar en blueshift i deras [O III] emissionslinjer . En av de största bluesförskjutningarna finns i den smala linjekvasaren , PG 1543+489, som har en relativ hastighet på -1150 km/s. Dessa typer av galaxer kallas "blå utskjutare".
Kosmologisk blueshift
I ett hypotetiskt universum som genomgår en rymlig Big Crunch -sammandragning skulle en kosmologisk bluesförskjutning observeras, där galaxer längre bort blir allt mer bluesförskjutna - raka motsatsen till den faktiskt observerade kosmologiska rödförskjutningen i det nuvarande expanderande universum .