АссистентНовый вопросИсторияОбласти знаний
Партнёрские проектыСпецпроектыСтать автором
Сменить язык
О РУВИКИ

Красное смещение

Красное смещение (порт. desvio para o vermelho, англ. redshift) — это увеличение длины волны и соответствующее уменьшение частоты и энергии фотона электромагнитного излучения (например, света)[1]. Обратное явление — уменьшение длины волны и одновременное увеличение частоты и энергии — называется синим смещением (desvio para o azul). Эти термины происходят от цвета красный и синий, которые находятся на противоположных концах видимого светового спектра.

История

Исследование темы началось с развития в XIX веке волновой механики и изучения явления эффекта Доплера. Эффект назван в честь Кристиана Доплера, впервые физически объяснившего его в 1842 году[2]. Гипотеза была проверена и подтверждена для звуковых волн голландским учёным Кристоффером Бейс-Баллотом в 1845 году[3]. Доплер верно предсказал, что эффект должен применяться ко всем волнам, в частности, предположил, что различные цвета звёзд обусловлены их движением относительно Земли[4]. Однако оказалось, что цвета звезд в первую очередь обусловлены их температурой, а не движением. Позднее эффект Доплера был подтверждён наблюдениями красного смещения.

Первым зарегистрировал «доплеровское красное смещение» французский физик Ипполит Физо в 1848 году, отметив смещение спектральных линий в излучении звёзд как следствие эффекта Доплера, иногда называемого "эффектом Доплера–Физо". В 1868 году британский астроном Уильям Хаггинс впервые определил скорость звезды, удаляющейся от Земли, используя этот метод[5]. В 1871 году оптическое красное смещение было подтверждено наблюдением линии Фраунгофера при вращении Солнца (около 0,1 Å на красном конце спектра)[6]. В 1887 году Вёгель и Шейнер открыли «годовой эффект Доплера», годовое изменение смещения звезд, вызванное орбитальным движением Земли[7]. В 1901 году Аристарх Белопольский проверил оптическое красное смещение с помощью лабораторного эксперимента с системой вращающихся зеркал[8].

Термин red-shift в печатном виде впервые, вероятно, использовал американский астроном Уолтер Сидни Адамс в 1908 году, где он упомянул "Два метода изучения природы красного смещения в туманностях"[9]. Без дефиса слово появилось только после 1934 года в работах Виллема де Ситтера, что указывает на распространённость немецкого эквивалента Rotverschiebung вплоть до этого времени[10].

С 1912 года Весто Слайфер обнаружил, что большинство спиральных галактик (тогда считавшихся «туманностями») демонстрирует значительные красные смещения. Первое измерение он опубликовал в первом томе Бюллетеня Лоуэлловской обсерватории[11]. В 1915 году он опубликовал обзор в журнале Popular Astronomy[12]. Слайфер сообщил о скоростях 15 спиральных туманностей на всей небесной сфере, у 12 из которых наблюдалось положительное (рецессивное) смещение. Эдвин Хаббл вскоре обнаружил примерно линейную зависимость между красным смещением таких «туманностей» и их расстояниями, сформулировав свой закон Хаббла[13]. Эти наблюдения подтвердили расчёты Александра Фридмана 1922 года, в которых были получены уравнения Фридмана — Леметра[14]. Сейчас это рассматривается как одно из главных подтверждений расширения Вселенной и теории Большого взрыва[15].

Примечания

Литература

Статьи

  • Odenwald, S. & Fienberg, R.T. 1993; "Galaxy Redshifts Reconsidered" // Sky & Telescope. Feb. 2003. С. 31–35.
  • Lineweaver, Charles H. and Tamara M. Davis, "Misconceptions about the Big Bang", Scientific American, March 2005.

Книги

  • Нуссбаумер Х., Биери Л. Discovering the Expanding Universe. Cambridge University Press, 2009. ISBN 978-0-521-51484-2.
  • Binney J., Merrifeld M. Galactic Astronomy. Princeton University Press, 1998. ISBN 978-0-691-02565-0.
  • Carroll B.W., Ostlie D.A. An Introduction to Modern Astrophysics. Addison-Wesley Publishing Company, 1996. ISBN 978-0-201-54730-6.
  • Feynman R., Leighton R., Sands M. The Feynman Lectures on Physics. Vol. 1. Addison-Wesley, 1989. ISBN 978-0-201-51003-4.
  • Grøn Ø., Hervik S. Einstein's General Theory of Relativity. New York: Springer, 2007. ISBN 978-0-387-69199-2.
  • Kutner M. Astronomy: A Physical Perspective. Cambridge University Press, 2003. ISBN 978-0-521-52927-3.
  • Misner C., Thorne K.S., Wheeler J.A. Gravitation. San Francisco: W. H. Freeman, 1973. ISBN 978-0-7167-0344-0.
  • Peebles P.J.E. Principles of Physical Cosmology. Princeton University Press, 1993. ISBN 978-0-691-01933-8.
  • Taylor E.F., Wheeler J.A. Spacetime Physics: Introduction to Special Relativity. 2-е изд. W.H. Freeman, 1992. ISBN 978-0-7167-2327-1.
  • Weinberg S. Gravitation and Cosmology. John Wiley, 1971. ISBN 978-0-471-92567-5.

Ссылки