Vöröseltolódás

Egy távoli galaxishalmaz fényének vöröseltolódása a látható tartományban
Vörös-, illetve kékeltolódás

Vöröseltolódásnak hívjuk az elektromágneses hullámok hullámhosszának a kibocsátott hullámhosszhoz viszonyított megnövekedését. A jelenségnek a csillagászat és az asztrofizika területén fontos szerepe van, mivel a távoli galaxisok színképe a vörös felé tolódik. Az ellentétes jelenséget, amikor a hullámhossz rövidül, kékeltolódásnak hívjuk.

A vöröseltolódás három lehetséges okát meg kell különböztetni:

  1. a forrás és a megfigyelő relatív mozgása (Doppler-effektus, relativisztikus Doppler-effektus)
  2. a forrás és a megfigyelő gravitációs potenciálja eltérő (gravitációs vöröseltolódás)
  3. a Világegyetem tágulása (a forrás és a megfigyelő között)

Általában a vöröseltolódás (és a kékeltolódás, a kibocsátottnál rövidebb hullámhossz észlelése) a következő módon számszerűsíthető:

ahol a frekvencia és a hullámhossz.

Története

A tárgy története a hullámmechanika 19. századi kifejlesztésével és a Doppler-effektussal kapcsolatos jelenségek felfedezésével kezdődött. A jelenséget Christian Andreas Dopplerről nevezték el, aki 1842-ben az első ismert fizikai leírását adta a jelenségnek[1] A feltevést a holland Christoph Hendrik Diederik Buys Ballot tesztelte 1845-ben hanghullámok segítségével, és megállapította annak helyességét.[2] Doppler helyesen állapította meg, hogy a jelenségnek mindenféle hullám esetén létre kell jönnie, és azt is felvetette, hogy a csillagok különböző színe is a Földhöz viszonyított mozgásukból ered.[3] Bár ez utóbbi megállapítás helytelennek bizonyult (a csillagok színe a csillag hőmérsékletével kapcsolatos, nem a mozgásával), a Doppler-effektust igazolták a vöröseltolódás megfigyelésével.

Az első Doppler-féle vöröseltolódást 1848-ban egy francia fizikus, Armand-Hippolyte-Louis Fizeau írta le, aki kimutatta a csillagok színképének eltolódását a Doppler-effektusnak megfelelően. A hatást emiatt Doppler–Fizeau-hatásnak is nevezik. 1868-ban William Huggins brit csillagász volt az első, aki ezzel a módszerrel először határozta meg egy a Földtől távolodó csillag sebességét.[4]

1871-ben a Nap forgásával kapcsolatosan állapították meg a jelenség létezését a Fraunhofer-vonalak megfigyelésével, az eltolódás nagyjából 0,1 Å volt.[5] 1901-ben Aristarh Apollonovics Belopolszkij mért optikai vöröseltolódást laboratóriumban, forgó tükrökből álló rendszer segítségével.[6]]

A vöröseltolódás kifejezés először Walter S. Adams amerikai csillagász cikkében jelent meg nyomtatásban 1908-ban ("Two methods of investigating that nature of the nebular red-shift".)[7] Maga a szó idézőjelek nélkül csak 1934-ben jelenik meg Willem de Sitter által használva.[8]

1912-ben kezdett észleléssorozatában Vesto Slipher felfedezte, hogy a legtöbb spirálködnek jelentős vöröseltolódása van.[9] Ezután Edwin Hubble felfedezett egy közelítő kapcsolatot az ilyen „ködök” (akkor még nem tekintették csillagvárosoknak, galaxisoknak) vöröseltolódása és a távolságuk között, amely a Hubble-törvényhez vezetett[10] Ezek a megfigyelések megerősítették Alexander Friedmann 1922-es munkáját, melyben levezette a Friedmann-egyenleteket.[11] Ezek ma a táguló világegyetem és az Ősrobbanás-elmélet komoly bizonyítékát jelentik.[12]

A rajz bal oldalán lévő megfigyelőhöz képest a fényforrás távolodik, ekkor a megfigyelőhöz érkező fény hullámhossza megnyúlik. Ezáltal a fény színe vörösebbé válik. Ezt hívják vöröseltolódásnak.
1: a fényforrás elmozdulásának hatására az elmozdulással ellentétes irányban a fényhullámok megnyúlnak
2: a fényforrás elmozdulási iránya
3: fényforrás
4: a fényforrás mozgása miatt a szemben lévő megfigyelőhöz érkező fény hullámhossza lerövidül
Más nyelveken
English: Redshift
Afrikaans: Rooiverskuiwing
العربية: انزياح أحمر
беларуская: Чырвонае зрушэнне
বাংলা: লোহিত সরণ
bosanski: Crveni pomak
čeština: Rudý posuv
Cymraeg: Rhuddiad
Esperanto: Ruĝenŝoviĝo
eesti: Punanihe
Gaeilge: Deargaistriú
hrvatski: Crveni pomak
Bahasa Indonesia: Pergeseran merah
Ido: Redesko
íslenska: Rauðvik
日本語: 赤方偏移
ქართული: წითელი ძვრა
한국어: 적색편이
къарачай-малкъар: Къызыл тебиуню ёлчеми
Lëtzebuergesch: Routverrécklung
latviešu: Sarkanā nobīde
Bahasa Melayu: Anjakan merah
မြန်မာဘာသာ: အနီရောင်အရွေ့
नेपाली: रेडसिफ्ट
Nederlands: Roodverschuiving
norsk nynorsk: Raudforskuving
Novial: Redesko
Scots: Reidshift
srpskohrvatski / српскохрватски: Crveni pomak
Simple English: Red shift
slovenčina: Červený posun
slovenščina: Rdeči premik
shqip: Redshift
српски / srpski: Црвени помак
татарча/tatarça: Qızıl taypılma
українська: Червоний зсув
Tiếng Việt: Dịch chuyển đỏ
中文: 紅移
粵語: 紅移