如果星系远离地球而去,地球上接收到星系的光谱会发生什么现象

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metellan
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如果星系远离地球而去,地球上接收到星系的光谱会发生红移现象。


红移在物理学和天文学领域,指物体的电磁辐射由于某种原因频率降低的现象,在可见光波段,表现为光谱的谱线朝红端移动了一段距离,即波长变长、频率降低。红移的现象目前多用于天体的移动及规律的预测上。

红移最初是在人们熟悉的可见光波段发现的,随着对电磁波谱各个波段的了解逐步深入,任何电磁辐射的频率降低都可以称为红移。对于频率较高的γ射线、X-射线和紫外线等波段,频率降低确实是波谱向红光移动,“红移”的命名并无问题;而对于频率较低的红外线、微波和无线电波等波段,尽管频率降低实际上是远离红光波段,这种现象还是被称为“红移”。[1]

当光源远离观测者运动时,观测者观察到的电磁波谱会发生红移,这类似于声波因为多普勒效应造成的频率变化。这样的红移现象在日常生活中有很多应用,例如多普勒雷达、雷达枪[1],在分光学上,人们使用多普勒红移测量天体的运动[2]。这种多普勒红移的现象最早是在19世纪所预测并观察到的,当时的部分科学家认为光的本质是一种波。另一种红移机制被用于解释在遥远的星系、类星体,星系间的气体云的光谱中观察到的红移现象。红移增加的比例与距离成正比。这种关系为宇宙在膨胀的观点提供了有力的支持,比如大爆炸宇宙模型。 [2] 

当光源移动远离观测者时,观测者观察到的电磁波谱会发生红移,这类似于声波因为多普勒效应造成的频率变化。这样的红移现象在日常生活中有很多应用,例如多普勒雷达、雷达枪,在天体光谱学里,人们使用多普勒红移测量天体的物理行为。

另一种红移称为宇宙学红移,其机制为空间的度规膨胀。这机制说明了在遥远的星系、类星体,星系间的气体云的光谱中观察到的红移现象,其红移增加的比例与距离成正比。这种关系为宇宙膨胀的观点提供了有力的支持,比如大爆炸宇宙模型。

另一种形式的红移是引力红移,其为一种相对论性效应,当电磁辐射传播远离引力场时会观测到这种效应;反过来说,当电磁辐射传播接近引力场时会观测到引力蓝移,其波长变短、频率升高。

红移的大小由“红移值”衡量,红移值用Z表示,

定义为:


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