Τι είναι η ακτινική ταχύτητα;

Οποιαδήποτε κίνηση προς ή μακριά από έναν ακίνητο παρατηρητή ονομάζεται ακτινική ταχύτητα και η κίνηση οποιουδήποτε αντικειμένου ορίζεται τόσο από την ταχύτητα όσο και από την κατεύθυνση.Ωστόσο, για να ορίσετε την κατεύθυνση του αντικειμένου, πρέπει να είναι γνωστό το πλαίσιο αναφοράς του παρατηρητή.Σε κανονικό, τρισδιάστατο χώρο, ο παρατηρητής έχει ένα πλαίσιο αναφοράς που είναι σταθερό, με οποιοδήποτε αριθμό αντικειμένων που κινούνται προς ή μακριά από την τοποθεσία του., αλλά για σταθερούς παρατηρητές, έξω από το ηλιακό σύστημα, ένας τέτοιος πλανήτης αλλάζει την κίνηση του προς και μακριά από αυτά καθ 'όλη τη διάρκεια της τροχιάς του.Ο πλανήτης θεωρείται ότι διαθέτει δύο μέγιστες ακτινικές ταχύτητες: μία θετική, καθώς ο πλανήτης απομακρύνεται από τον παρατηρητή στην άκρη του ήλιου του και έναν αρνητικό, καθώς ο πλανήτης μετακινείται πίσω από τον ήλιο προς τον παρατηρητή.Όταν οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν τηλεσκόπια για να παρατηρούν συστήματα τροχιάς που περιστρέφονται, τα δεδομένα ανιχνεύονται ως ηλεκτρομαγνητική ενέργεια.Τα ενεργειακά κύματα που λαμβάνονται από τα τηλεσκόπια είναι διαφορετικά, ανάλογα με το αν το αντικείμενο που βρίσκεται σε τροχιά κινείται προς ή μακριά από το πεδίο.Τα αντικείμενα που απομακρύνονται από τον παρατηρητή ονομάζονται μετατόπιση Doppler, που προτείνεται από τον Christian Doppler το 1842. Για παράδειγμα, καθώς οι πλανήτες περιστρέφονται μακρινά αστέρια, τα τραβούν μακριά από τα κέντρα βάρους τους, προκαλώντας τους να κινούνται προς ή μακριά από τον παρατηρητή.Η ελαφριά κίνηση του αστέρι προς ή μακριά προκαλεί το φάσμα του, τα χρώματα του ουράνιου τόξου του φωτός του, να μετακινούνται προς το μπλε καθώς κινείται πιο κοντά και προς το κόκκινο καθώς κινείται μακρύτερα.Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο ακτινικής ταχύτητας, ο χρονισμός της μετατόπισης από το κόκκινο σε μπλε και πίσω, δίνει στους αστρονόμους πληροφορίες σχετικά με τον μάζα και τον τροχιακό κύκλο των πλανητών που περιστρέφονται σε μακρινά αστέρια.Τα αστέρια περιστρέφονται σε μακρινούς γαλαξίες όταν βλέπουν την άκρη.Τα ελαφρά ή ραδιοκύματα που λαμβάνονται από τα αστέρια που κινούνται προς την μετατόπιση του τηλεσκοπίου σε υψηλότερες συχνότητες, ενώ τα ελαφρά ή ραδιοκύματα από αστέρια απομακρύνονται από τη μετατόπιση του τηλεσκοπίου προς τα μήκη κύματος χαμηλότερης συχνότητας.Η ποσότητα μετατόπισης υποδεικνύει τόσο τη σχετική ταχύτητα των αστεριών σε σχέση με τον παρατηρητή όσο και τη γωνιακή ταχύτητα των αστεριών στην τροχιά γύρω από τον γαλαξία.Ακριβώς όπως η ακτινική ταχύτητα που καταγράφεται για έναν περιστρεφόμενο γαλαξία δείχνει περιστροφή με κόκκινο και μπλε μετατόπιση φωτεινών κυμάτων, η μεταβολή της συχνότητας των ραδιοκύμων υποδεικνύει την περιστροφική κίνηση σε καταιγίδες όπως οι κυκλώνες, οι τυφώνες και οι ανεμοστρόβιλοι.Οι προβλέψεις για τις καιρικές συνθήκες μπορούν να βγάλουν προειδοποιήσεις ανεμοστρόβιλου νωρίς όταν βλέπουν τη μετατόπιση του Doppler σε σοβαρά καιρικά συστήματα.

Η μετατόπιση Doppler ή η μέθοδος ακτινικής ταχύτητας μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε οποιοδήποτε σώμα ή συστήματα σωμάτων που βρίσκονται σε τροχιά ή δονείται γύρω από ένα κοινόκέντρο.Τόσο τα ουράνια αντικείμενα όσο και τα μοντέλα καιρού εμφανίζουν μια κόκκινη μετατόπιση ή μια μπλε μετατόπιση, ανάλογα με το αν τα αντικείμενα πλησιάζουν ή υποχωρούν από τον παρατηρητή στην ακτινική κατεύθυνση.Το ανώτατο όριο της ακτινικής ταχύτητας περιγράφηκε από τον Albert Einstein ως την ταχύτητα του φωτός σε ένα κενό και η ειδική θεωρία της σχετικότητας ισχύει για αυτή την άμεση γραμμή, ακτινική κίνηση.