Астронет > Красное смещение

Астронет: А. В. Засов, "Физика Космоса", 1986 Красное смещение
http://variable-stars.ru/db/msg/1188383

Красное смещение

- увеличение длин волн линий в спектре источника (смещение линий в сторону красной части спектра) по сравнению с линиями эталонных спектров. Количественно К. с. характеризуется обычно величиной $z=(\lambda_{прин}-\lambda_{исп})/\lambda_{исп}$ , где $\lambda_{исп}$ и $\lambda_{прин}$ - соответственно длина волны, испущенной источником, и длина волны, принятой наблюдателем (приёмником излучения). Известны два механизма, приводящих к появлению К. с.

К. с., обусловленное эффектом Доплера, возникает в том случае, когда движение источника света относительно наблюдателя приводит к увеличению расстояния между ними (см. Доплера эффект). В релятивистском случае, когда скорость движения источника сравнима со скоростью света, К. с. может возникнуть и в том случае, если расстояние между движущимся источником и приёмником не изменяется (т.н. поперечный эффект Доплера). К. с., возникающее при этом, интерпретируется как результат релятивистского "замедления" времени на источнике по отношению к наблюдателю.

Гравитационное К. с. возникает, когда приёмник света находится в области с меньшим (по модулю) гравитационным потенциалом $\varphi$ , чем источник. В классич. интерпретации этого эффекта фотоны теряют часть энергии (энергии фотона $\varepsilon=h\nu_0$ ) на преодоление сил гравитации. В результате характеризующая фотон частота $\nu$ уменьшается, а длина волны излучения $\lambda=c/\nu$ растёт: $\nu=\nu_0\;\left(1+{\varphi_1-\varphi_2\over {c^2}} \right)$ , где $\varphi_1$ и $\varphi_2$ - гравитац. потенциалы в местах генерации и приёма излучения. Примером гравитац. К. с. может служить наблюдаемое смещение линий в спектрах плотных звёзд - белых карликов.

Наибольшие К. с. наблюдаются в спектрах далёких внегалактич. объектов - галактик и квазаров - и интерпретируются как следствие расширения Вселенной (см. Космология). Величина z в первом приближении прямо пропорциональна лучевой скорости объектов, к-рая для внегалактич. объектов пропорциональна расстоянию r. Зависимость z от r часто наз. законом Хаббла: cz=Hr, а величину H - постоянной Хаббла (см. Хаббла закон). Закон Хаббла обычно используется для определения расстояний до внегалактич. объектов по их К. с., если последнее достаточно велико (10^-3 <z< 1, см. Расстояния до космических объектов). К. с. для наиболее далёких из известных галактик составляют $\ge 1$ , а для ряда квазаров превышают 3,5.

(А.В. Засов)

А. В. Засов, "Физика Космоса", 1986
Глоссарий Astronet.ru