Redshift คืออะไร

Redshift เป็นการเปลี่ยนความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของวัตถุ แสงจากวัตถุที่เคลื่อนที่ออกไปจากผู้สังเกตการณ์มีคลื่นแสงของพวกเขาขยับไปทางส่วนสีแดงของสเปกตรัม Redshift เป็นเรื่องปกติในดาราศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสังเกตวัตถุที่อยู่ไกล เอฟเฟกต์ไม่ จำกัด เฉพาะรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงที่มองเห็นได้ แต่คำศัพท์ที่ถูกจับได้เนื่องจากวัตถุทางดาราศาสตร์บางชนิดที่ปรากฎเป็นสีแดง

Redshift เป็นผลมาจากเอฟเฟกต์ Doppler เอฟเฟกต์ Doppler ใช้กับคลื่นเสียงเช่นเดียวกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและมักจะได้รับประสบการณ์จากมนุษย์เป็นประจำทุกวัน เสียงแตรของรถไฟที่กำลังใกล้เข้ามาจะให้เสียงสูงกว่าเมื่อรถไฟกำลังเคลื่อนที่ไปแม้ว่าเสียงแตรเองจะสร้างเสียงคงที่ก็ตาม นี่เป็นเพราะเสียงเดินทางด้วยความเร็วสม่ำเสมอในสื่อที่กำหนด - เป็นความถี่ของคลื่นเสียงที่เปลี่ยนแปลงตามการเคลื่อนไหวของรถไฟ เอฟเฟกต์ที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นกับแสงที่มีแสงความถี่ต่ำกว่าซึ่งเป็นผลมาจากแหล่งที่เคลื่อนย้ายออกไปในอวกาศ

ภายในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ของแสงคลื่นแสงความถี่ต่ำจะถูกตรวจจับโดยมนุษย์ว่าเป็นสีแดง คลื่นแสงความถี่สูงถูกมองว่าเป็นสีน้ำเงิน ดังนั้นการเปลี่ยนแสงสีแดงจะเกิดจากแสงซึ่งแหล่งกำเนิดแสงเคลื่อนที่ออกจากผู้สังเกตการณ์ ยกตัวอย่างเช่นกาแลคซีที่เคลื่อนตัวออกจากโลกด้วยความเร็วสูงอาจมีสีแดง เช่นเดียวกันกาแลคซีที่กำลังใกล้เข้ามาอาจดูเป็นสีน้ำเงินถ้าความเร็วนั้นอยู่ในช่วงที่กำหนด

แม้ว่าคำว่า redshift หมายถึงการเปลี่ยนสี แต่ Doppler Effect นั้นใช้ได้กับสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมด การแผ่รังสีทั้งหมดซึ่งแสงที่มองเห็นได้นั้นเป็นชนิดเดียวจะถูกเลื่อนตามความเร็วสัมพัทธ์ของแหล่งกำเนิดรังสี วัตถุทางดาราศาสตร์ที่เคลื่อนที่ไปด้วยความเร็วที่เพียงพออาจ "redshift" จากสเปกตรัมที่มองเห็นได้ทั้งหมด - แม้กระทั่งสีแดงที่ผ่านมา การแผ่รังสีที่เกิดขึ้นโดยผู้สังเกตการณ์จะอยู่ในช่วงของรังสีอินฟราเรดซึ่งมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า ดังนั้นนักดาราศาสตร์ใช้คำว่า redshift เพื่อระบุการเปลี่ยนแปลงของรังสีใด ๆ ที่มีต่อความถี่ที่ต่ำกว่า

ในปี ค.ศ. 1920 นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันเอ็ดวินฮับเบิลและคนอื่น ๆ สังเกตว่ากาแลคซีส่วนใหญ่ดูเหมือนจะถูกเปลี่ยนเป็นสีแดงโดยมีปริมาณของเรดชิฟต์ตามสัดส่วนกับระยะทางจากโลก กาแล็กซีที่อยู่ห่างไกลออกไปมากเท่าไหร่พวกเขาก็ดูเหมือนจะเคลื่อนที่ห่างจากโลกเร็วขึ้นเท่านั้น แนวโน้มนี้เรียกว่ากฎของฮับเบิลและเป็นหลักฐานครั้งแรกที่สนับสนุนรูปแบบของจักรวาลที่ขยายตัวซึ่งมีต้นกำเนิดมาจากบิ๊กแบง ในการระเบิดอนุภาคของความเร็วที่แตกต่างกันล้วนเพิ่มระยะทางจากอนุภาคอื่นทั้งหมด สิ่งนี้ถือเป็นความจริงในเอกภพ "ที่กำลังระเบิด" กาแลคซีทั้งหมดดูเหมือนจะเคลื่อนไหวห่างจากผู้สังเกตการณ์ใด ๆ