Чырвонае зрушэнне

Чырвонае зрушэнне — зрух спектральных ліній хімічных элементаў у чырвоны (даўгахвалевы) бок. Гэтая з’ява можа быць праяўленнем эфекту Доплера або гравітацыйнага чырвонага зрушэння, або іх камбінацыяй. Зрух спектральных ліній у фіялетавы (караткахвалевы) бок называецца сінім зрушэннем. Выяўлена Арыстархам Апалонавічам Белапольскім.

Чырвонае зрушэнне

Тэорыя чырвонага зрушэння

У абодвух выпадках (доплераўскага эфекту або эфектаў АТА) параметр зрушэння $z$ вызначаецца як

$z={\lambda -\lambda _{0} \over \lambda _{0}}$,

дзе $\lambda$ 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 большы (а модуль яго меншы, бо патэнцыял — велічыня адмоўная).

Для масіўных кампактных аб’ектаў з моцным полем прыцягнення (напрыклад, нейтронных зорак і чорных дзір) варта карыстацца дакладнымі формуламі. У прыватнасці, гравітацыйнае чырвонае зрушэнне ў спектры сферычнага цела масай $M$ і радыусам $R>R_{G}={\frac {2GM}{c^{2}}}$ (дзе $R_{G}$ — 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 утварае ў спектры непаўторную карціну з ліній, якую выкарыстоўваюць у 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 аддаленнем аб’екта, і называецца «чырвоным зрушэннем».

Гл. таксама

• Касмалагічнае чырвонае зрушэнне

Спасылкі

• «Красное смещение» — статья в Физической энциклопедии (руск.)