Anjakan merah

Garis penyerapan dalam spektrum optik satu gugusan galaksi jauh (kanan), dibandingkan dengan garis penyerapan dalam spektrum okptik Matahari (kiri). Anak panah menandakan anjakan merah.
Anjakan merah dan anjakan biru

Dalam fizik dan astronomi (terutamanya astrofizik), anjakan merah (bahasa Inggeris "Redshift") berlaku apabila sinaran elektromagnet, terutamanya cahaya yang dilihat, dipancarkan atau dipantul daripada sesuatu objek berubah kepada (kurang tenaga) hujung merah dalam spektrum elektromagnet. Secara am, anjakan merah ialah peningkatan panjang gelombang dalam spektrum elektromagnet yang diterima oleh pengesan berbanding panjang gelombar pancaran yang dikeluarkan oleh sumber. Peningkatan dalam panjang gelombang ini adalah berikutan pengurangan frekuensi sinaran elektromagnet. Sebaliknya, fenomena pengurangan panjang gelombang dipanggil anjakan biru.

Dalam fizik dan astronomi (terutamanya astrofizik), anjakan merah (bahasa Inggeris "Redshift") berlaku apabila sinaran elektromagnet, terutamanya cahaya yang dilihat, datang dari objek adalah secara perbandingan meningkat panjang gelombangnya, atau beranjak kepada hujung merah pada spektrum yang boleh dilihat. Lebih umum lagi, apabila pemerhati mengesan radiasi elektromagnetik di luar spektrum elektromagnet, "lebih merah" adalah secara ringkasan teknikal bagi "peningkatan pada panjang gelombang elektromagnet" — yang turut mencadangkan frekuensi lebih rendah dan tenaga photon menurut, sejajar, dengan teori Gelombang bagi cahaya dan teori Quantum bagi cahaya.

Anjakan merah dikatakan disebabkan oleh kesan Doppler[1], biasa bagi perubahan ketinggian nada siren yang kedengaran dan bunyi yang dihasilkan oleh kenderaan laju; anjakan merah yang dilihat disebabakan kesan Doppler berlaku bila sahaja sumber cahaya bergera menjauhi pemantau. Anjakan merah kosmologi dilihat disebabakan pengembangan alam, dan sumber cahaya yang cukup jauh (biasanya beberapa juta tahun cahaya) menunjukkan anjakan merah selari dengan kadar peningkatan jarak mereka dengan Bumi. Akhirnya, graviti anjakan merah adalah kesan ("general relativity") yang dilihat pada radiasi elektromagnet bergerak keluar dari medan graviti. Samajuga, pengurangan pada panjang gelombang dikenali sebagai anjakan biru dan biasanya dilihat apabila objek pemancar cahaya bergerak ke arah pemantau atau apabila radiasi elektromagnet bergerak ke medan graviti.

Sungguhpun pemantauan anjakan merah dan anjakan biru memiliki beberapa kegunaan di bumi (contoh., radar Doppler dan senapang radar),[2] anjakan merah paling terkenal dalam pemantauan astronomi bagi objek astronomi.[3]

Formula anjakan merah relativiti khas (dan fizik klasiknya) boleh digunakan bagi mengira anjakan merah bagi objek berhampiran apabila ruangmasa ("spacetime") adalah rata ("ruang Minkowski"). Bagaimanapun, banyak kes seperti lohong gelap dan kosmologi Letupan Besar memerlukan anjakan merah dikira menggunakan kerelatifan am.[4] Kerelatifan khas, graviti, dan anjakan merah kosmologi boleh difahami di bawah naungan bingkai hukum penukaran. Wujud beberapa proses fizik yang boleh mendorong kepada anjakan pada freuensi pancaran elektromagnet, termasuk penyerakan dan kesan optik fizik; bagaimanapun, hasil perubahan dibezakan dari anjakan merah sebenar dan biasanya tidak dirujuk seperti itu (lihat seksyen pada optik fizikal dan pengalihan radiatif).

Sejarah

Sejarah subjek bermula dengan perkembangan pada abad ke-19 mekanik gelombang dan penjelajahan fenomena berkaitan dengan kesan Doppler. Kesan ini dinamakan sempena Christian Doppler, yang menawarkan penjelasan fizik pertama diketahui bagi fenomena tersebut pada tahun 1842.[5]

Hipotesis ini diuji dan disahkan bagi gelombang bunyi oleh pakar sains Belanda, Christophorus Buys Ballot pada tahun 1845.[6] Doppler meramalkan dengan tepat bahawa fenomena ini betul kepada kesemua gelombang, dan secara khususnya mencadangkan bahawa perbezaan warna bintang boleh disebabkan pergerakan mereka berbanding Bumi.[7] Sungguhpun atribusi ini ternyata silap (warna bintang merupakan petunjuk utama kepada suhu warna bintang, bukannya pergerakan), Doppler kemudiannya akan ditebus oleh perbezaan pemantauan anjakan merah.

Anjakan merah Doppler pertama digambarkan pada tahun 1848 oleh pakar fizik Perancis Hippolyte Fizeau, yang menunjukkan anjakan pada garis spektra dilihat pada bintang sebagai disebabkan kesan Doppler. Kesan ini kadangkala dikenali sebagai "kesan Doppler–Fizeau". Pada tahun 1868, pakar kaji bintang British, William Huggins adalah yang pertama menentukan pecutan bintang bergerak dari Bumi menggunakan kaedah ini.

[8] Pada tahun 1871, anjakan merah optik disahkan apabila fenomena dipantau di garis Fraunhofer menggunakan putaran suria, sekitar 0.1 Å berada dalam merah.[9]

Pada tahun 1887, Vogel dan Scheiner menjumpai kesan Doppler tahunan, perubahan tahunan pada anjakan Doppler bagi bintang yang terletak berhampiran ekliptik disebabkan pecutan orbit Bumi.[10] Pada tahun 1901, Aristarkh Belopolsky mengesahkan anjakan merah optik dalam makmal menggunakan sistem cermin berputar.[11]

Kemunculan terawal istilah "anjakan merah" (red-shift) dalam cetakan (dalam bentuk sengkang ini), muncul oleh bakal pakar astronomi Amerika Walter S. Adams pada tahun 1908, di mana dia menyebut "Dua kaedah menyiasat asal anjakan-merah nebular".[12] Perkataan itu kekal sengkang sehingga sekitar tahun 1934 oleh Willem de Sitter, kemungkinannya menunjukkan sehingga tempoh itu perkataan Jerman yang sama, Rotverschiebung, lebih biasa digunakan.[13]

Bermula dengan pemantauan pada tahun 1912, Vesto Slipher menjumpai bahawa kebanyakan nebula berputar ("spiral nebula") memiliki anjakan merah agak besar. Slipher pertama kali melaporkan ukurannya dalam jilid sulung Lowell Observatory Bulletin.[14] Three years later, he wrote a review in the journal Popular Astronomy.[15] Dalamnya dia menyatakan, "Jumpaan awal bahawa putaran agung Andromeda memiliki pecutan yang agak berlainansekitar - 300 km(/s) menunjukkan bahawa purata apabila ada, mampu menyiasat bukan hanya spektra pusaran tetapi pecutan mereka juga." Slipher melaporkan pecutan bagi 15 nebula berputar merentasi keseluruhan sfera cakerawala, kesemua kecuali tiga memiliki "positif" yang bo;eh dilihat (ia itu pengunduran) pecutan. Selepas itu, Edwin Hubble menjumpai kaitan anggaran antara anjakan merah dan "nebula" sebegitu (kini dikenali sebagai galaksi secara dirinya sendiri) dan jarak kepada mereka dengan formulasi eponim Hukum Hubblenya.[16] Pemantauan ini menyokong kerja Alexander Friedman 1922, dari mana dia menghasilkan persamaan Friedmann yang terkenal.[17] They are today considered strong evidence for an expanding universe and the Big Bang theory.[18]

Bahasa lain
Afrikaans: Rooiverskuiwing
العربية: انزياح أحمر
Bahasa Indonesia: Pergeseran merah
বাংলা: লোহিত সরণ
беларуская: Чырвонае зрушэнне
bosanski: Crveni pomak
čeština: Rudý posuv
Cymraeg: Rhuddiad
eesti: Punanihe
English: Redshift
Esperanto: Ruĝenŝoviĝo
Gaeilge: Deargaistriú
한국어: 적색편이
hrvatski: Crveni pomak
Ido: Redesko
íslenska: Rauðvik
ქართული: წითელი ძვრა
latviešu: Sarkanā nobīde
Lëtzebuergesch: Routverrécklung
къарачай-малкъар: Къызыл тебиуню ёлчеми
မြန်မာဘာသာ: အနီရောင်အရွေ့
Nederlands: Roodverschuiving
नेपाली: रेडसिफ्ट
日本語: 赤方偏移
norsk nynorsk: Raudforskuving
Novial: Redesko
Scots: Reidshift
shqip: Redshift
Simple English: Red shift
slovenčina: Červený posun
slovenščina: Rdeči premik
српски / srpski: Црвени помак
srpskohrvatski / српскохрватски: Crveni pomak
татарча/tatarça: Qızıl taypılma
Tiếng Việt: Dịch chuyển đỏ
українська: Червоний зсув
粵語: 紅移
中文: 紅移