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天文学家曾观测到红移和蓝移那么是否存在可观测的紫移

放大字体  缩小字体 2019-10-04 16:17:28  阅读:8853 作者:责任编辑NO。卢泓钢0469

紫移一直在发作。咱们称之为蓝移。一颗恒星宣布光,在地球上所调查到的光的色彩取决于恒星相关于地球的运动。假如一颗恒星正在向地球移动,它的光就会偏移到光谱上更高的频率段(光谱的绿色/蓝色/紫色/紫外线/x射线/伽玛射线端)。更高的频移称为“蓝移”。

图解:红移图,蓝移并不意味着物体终究变成蓝色的。它仅仅意味着整个频谱的频率向上移动。留意,这是一个示意图,而不是实践数据。公共域图画,来历:Christopher S. Baird。

一颗恒星向地球移动的速度越快,它的光就会偏移到更高频率。相反,假如一颗恒星正在远离地球,它的光就会偏移到光谱上的较低频率(朝着光谱的橙色/赤色/红外/微波/无线电方向)。这种频移被称为“红移”。 一颗恒星远离地球的速度越快,它的光偏移到更低频的色彩。这种效应被称为“多普勒频移”。 当救护车向你驶来的警笛是高音的,当救护车通过你并脱离你时,它就会变成低声,这也是相同的原理。多普勒频移也用于警用雷达测速,依据无线电波从车上反弹时的频率改变来丈量你的车开得有多快。

图解:光波在重力场上向上移动(由下面的黄色星发作)的引力红移。在这张图中作用被极大的夸张了。

“当一个宣布光的物体——或许任何电磁辐射的物体——朝着或人移动时,它宣布的光的波就会被紧缩,波长变短。相反,当物体远离时,它宣布的光的波长就会添加。关于可见光,光谱中越蓝的部分波长越短,光谱中越红的部分波长越长。因而,假如光源朝向调查者运动,多普勒效应被称为“蓝移”,假如光源远离调查者运动,多普勒效应被称为“红移”。 物体移动得越快,蓝移或红移的强度也越大。”

图解:上图右侧为悠远的星系在可见光波段的光谱,与图左边太阳的光谱比较,能够看见谱线朝赤色的方向移动,即波长添加(频率下降)

地理学家只需调查恒星宣布的光的色彩,就能够使用多普勒频移核算出恒星相对地球的运动速度。假如光源的运动是正确的,光的任何光谱色彩都能够转换成其他光谱色彩。因而,假如一束橙色的光发作了蓝移,并不意味着它的终究色彩是蓝色。它仅仅是意味着它的终究色彩向着光谱的蓝色端偏移了; 也便是说,它的色彩在频率上发作了改变。

图解:光源相对观测者的运动导致红移和蓝移

一束橙色的光发作了频移,成果变成黄色的光,也是发作“蓝移”了。相同的一束橙色的光发作频移,终究变成了紫光,它也是发作 “蓝移”了。相比之下,一束紫光发作频移,终究变成橙色的光,它是发作“红移”了。当涉及到多普勒效应时,“红移”应被称为“下移”,“蓝移”应被称为“上移”。 举个栗子,假如一束紫外线(频率比蓝色高的光)的频率向上偏移,那么它终究便是x射线,咱们依然称它为蓝移,即便它实践上现已远超了蓝色。只要当你把“蓝移”理解为“向上偏移”而不是“向蓝色偏移”时,这种状况才有含义。

图解:由中子星形成的引力红移的图解标明。

现在一个风趣的问题呈现了。咱们把下移称为“红移”,由于赤色是可见光的底层色彩。赤色是彩虹的第一道色彩。依据这种推理,咱们应该把向上偏移称为“紫移”,由于紫色是可见光顶部边际的色彩。紫色是彩虹的终究一道色彩。可是咱们并没有这样就命名。咱们仍旧把向上偏移称为蓝移,而不是紫移。这是为什么呢? 原因是人类看紫色不是很清楚。虽然从技术上讲,人类能够看到紫色,因而它是可见光光谱上边际的色彩,但咱们肉眼看得不是很清楚。因而,蓝色实践上是肉眼可见光谱的上边际。这便是为什么向上偏移被称为蓝移。这种令人困惑的状况似能够防止,但现实是,将蓝色界说为可见光谱的上边际正是人类经历的一部分。

图解:2度视场星系红移巡天材料最精华的材料

天空在任何时候都包括一切色彩的光,在一天中的不同时刻将其光峰值变成一种色彩。从科学上讲,天空的峰值色彩从日出到正午的次序依次为:红外,赤色,橙色,黄色,绿色,蓝色,紫色,紫外线。可是人类从日出到正午都会体会到天空的色彩:赤色,橙色,黄白色,白色,蓝色。科学的天空色彩与人类体会之间的差异归因于以下三个现实:

1)咱们的眼睛看不见紫外线和红外线;

2)咱们的眼睛看不清楚紫色;

3)咱们的眼睛简直均匀的看到一切的色彩并混合为白色。

就咱们对天空的体会而言,光谱的色彩好像从赤色开端,到蓝色完毕。相同的道理也适用于白炽火焰,比方篝火或蜡烛上的火焰。科学上,火焰的色彩从低到高依次为:红外线、赤色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色、紫外线。但人类肉眼调查到的火焰色彩从最冷到最热改变为赤色,橙色,黄白色,白色,蓝色。所以从日常经历来看,蓝色好像是可见光谱的上端,虽然从技术上讲咱们能够看到的顶端应该是紫色。这便是为什么向上的多普勒频移被称为蓝移。因而,“紫移”与“蓝移”的意思是相同的:向上偏移。

图解:哈勃超深场中的高红移候选星系

使用多普勒频移,地理学家得以进行一些风趣的观测。一般来说,调查到来自咱们地点的本星系群之外的恒星的光都会发作红移。并且,一颗恒星离咱们越远,它的光的发作红移的量就越大。这一现实标明,咱们的世界正在胀大,咱们地点星系群之外的一切恒星都在远离咱们而去。相同的,当一颗恒星在旋转时,恒星的一条边相关于它的中心向咱们移动,而另一条边则在远离咱们。成果,调查该恒星会发现一个边际的光略微红移,而来自另一个边际的光则略微蓝移。地理学家能够使用这两个频移来核算恒星旋转的速度。相同的办法也能够用来核算星系旋转的速度。

相关地理常识

重力红移(Gravitational redshift)或称重力红位移指的是光波或许其他动摇从重力场源(如巨大星体或黑洞)远离时,全体频谱会往赤色端方向偏移,亦即发作“频率变低,波长增加”的现象。

图解:质量巨大的星球上所宣布的光远离星球时,会发作红位移——从蓝色偏到赤色。

最早的证明:1959年庞德-雷布卡试验展现了谱线重力红移的存在。此由哈佛大学莱曼物理试验室的科学家所记载。

多普勒效应是波源和调查者有相对运动时,调查者接受到波的频率与波源宣布的频率并不相同的现象。远方急驶过来的火车鸣笛声变得尖细(即频率变高,波长变短),而离咱们而去的火车鸣笛声变得消沉(即频率变低,波长变长),便是多普勒效应的现象,相同现象也发作在私家车鸣响与火车的敲钟声。

图解:天鹅周围水流的多普勒效应

参考材料

1.Wikipedia百科全书

2.地理学名词

3. wtamu -青帮大佬

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