Чырвонае зрушэнне

Чырвонае зрушэнне

Чырвонае зрушэнне - зрух спектральных ліній хімічных элементаў у чырвоны (даўгахвалевы) бок. Гэтая з'ява можа быць выразам эфекту Доплера або гравітацыйнага чырвонага зрушэння, або іх камбінацыяй. Зрух спектральных ліній у фіялетавую (караткахвалевага) бок называецца сінім зрушэннем. Выяўлена Арыстархам Апалонавічам Белапольскім.

Тэорыя чырвонага зрушэння

У абодвух выпадках (доплераўскага эфекту або эфектаў АТА) параметр зрушэння $~z$ вызначаецца як $z={\lambda -\lambda _{0} \over \lambda _{0}}$ ,
где $~\lambda$ і $~\lambda _{0}$ - значэнні даўжыні хвалі ў пунктах назірання і выпускання выпраменьвання адпаведна.

Доплераўскае зрушэнне даўжыні хвалі ў спектры крыніцы, які рухаецца з прамянёвай хуткасцю $~v_{r}$ і поўнай хуткасцю $~v$, роўнае $z_{D}={\frac {1+v_{r}/c}{\sqrt {1-(v/c)^{2}}}}-1$

Гравітацыйнае чырвонае зрушэнне было прадказана А. Эйнштэйнам (1911) пры распрацоўцы агульнай тэорыі адноснасці (АТА). У лінейным адносна гравітацыйнага патэнцыялу набліжэнні $z_{G}={\frac {V-V_{0}}{c^{2}}}$ ,
дзе $~V$ и $~V_{0}$ — значэнні гравітацыйнага патэнцыялу ў пунктах назірання і выпраменьвання адпаведна.

$~z_{G}>0$ у тым выпадку, калі ў пункце назірання патэнцыял больш (а модуль яго менш, так як патэнцыял - велічыня адмоўная).

Для масіўных кампактных аб'ектаў з моцным полем прыцягнення (напр., нейтронных зорак і чорных дзюр) варта карыстацца дакладнымі формуламі. У прыватнасці, гравітацыйнае чырвонае зрушэнне ў спектры сферычнага цела масай $~M$ і радыусам $R>R_{G}={\frac {2GM}{c^{2}}}$

($~R_{G}$ - гравітацыйны радыус, $~G$ — гравітацыйная пастаянная, вызначаецца выразам

$z_{G}=\left(1-{\frac {R_{G}}{R}}\right)^{-{\frac {1}{2}}}-1$

Назіранне чырвонага зрушэння

Кожны хімічны элемент паглынае або выпраменьвае электрамагнітныя хвалі на строга пэўных частотах. Таму кожны хімічны элемент ўтварае ў спектры непаўторную карціну з ліній, якую выкарыстоўвае ў спектральным аналізе. У выніку эфекту Доплера і/або эфектаў АТА, частата выпраменьвання ад аддаленых аб'ектаў, напрыклад, зорак, можа змяняцца (паніжацца або павышацца), а лініі адпаведна будуць ссоўвацца ў чырвоную (даўгахвалевую) або сінюю (караткахвалевую) частку спектру, захоўваючы, аднак, сваё непаўторнае адноснае размяшчэнне. Зрушэнне ліній у чырвоны бок (абумоўленае выдаленнем аб'екта) і называецца «чырвоным зрушэннем».

Гл. таксама

• Касмалагічнае чырвонае зрушэнне

Спасылкі

• «Красное смещение» — статья в Физической энциклопедии