最終更新日: 2023 年 12 月 2 日

赤方偏移または赤方偏移 (z)

画像の説明: 赤外線から紫外線までの可視光のスペクトル、紫色の 400 ナノメートルから赤色の 780 ナノメートルまでの波長に対応します。
この画像は、約光速の1%。
- 上: 星のスペクトル (動かない場合)。
- 中央: 星のスペクトル。遠ざかると、赤の方へ約 5 nm シフトします。私たちの。
- 下: 星のスペクトル。青色に向かって約 5 nm シフトし、近づいてきました。私たちの。
黒い線は元素固有の波長の吸収を表します恒星大気の中に存在します。

赤方偏移 (z)

天文学では、赤方偏移は光の波長の増加です遠く離れた天体から放出されるもの。これにより、スペクトル線の赤方偏移が生じます。スペクトログラムで見える光。
赤方偏移は文字で表されます。「z」。これは、観測されたスペクトル線の波長を比較することによって計算されます。地球上の実験室で予想される波長を持つ天体。
物体が私たちから遠ざかると、スペクトル線は赤に向かってシフトするため、「赤方偏移」という用語が付けられます。
物体が近づくと、変化は青に向かって進み、そのとき私たちは「青方偏移」について話します。
言い換えれば、物体が遠くなるほど、その赤方偏移 (z) は大きくなります。

この現象はドップラー効果によって説明されます。
ドップラー効果は、波の周波数、つまり波源間に相対的な動きがあったときの波長波と観測者の関係。

赤方偏移は、遠い宇宙を研究するために不可欠なツールです。それはあなたが決定することを可能にします宇宙物体の距離を測定し、時間の経過に伴う進化を研究し、宇宙の構造。

赤方偏移を判断するにはどうすればよいですか?

説明画像の: 赤方偏移曲線。
例: z = 6 の場合、観察されたオブジェクトの年齢は光が発せられた時代、約130億年前。

宇宙論的赤方偏移は光のスペクトルで観察される現象です宇宙の遠く離れた天体からやって来ます。

赤方偏移は主に宇宙の膨張によって引き起こされます。光子が空間を通過するときの光子の波長。この結果、スペクトル線がより長い波長にシフトし、したがって赤色にシフトします。電磁スペクトル。

物体が光を発すると、その発光スペクトルには特徴的なスペクトル線が現れます。スペクトルの山と谷は、元素の吸収線と輝線によるものです。観測対象の中に存在します。これらの線は特定のエネルギー遷移に関連しています物体の原子や分子の中。
たとえば、実験室でライマン線を測定する場合水素のアルファは、紫外領域の約 121.6 ナノメートルで遷移が見られます。電磁スペクトルのこと。ライマンアルファラインは、トランジションを表すことからそのように名付けられました。最も低いライマンレベル (n = 1) に向かって、エネルギーのレベル 2 からレベル 1 に移行します。レベルライマンは、水素原子内の特定の電子エネルギー準位のセットを指します。これらのエネルギー準位は、電子が許容されるさまざまな軌道に関連付けられています。水素原子であり、それらは主量子 n によって定義されます。

遷移が 480 nm である物体を観察すると、これは観察された物体が私たちから約120億年です。
赤方偏移が要因として作用する乗法。この例の係数は 4 です。この係数はすべての他のスペクトル特性 (カーボン、シリコンなど)。つまり、すべての波長が redshit と呼ばれるこの係数と z と呼ばれる係数が乗算されます。
赤ずきんは乗算係数 -1 に等しい: z - 1 = 3
オフセットがない場合は、z = 0。
zが大きいほど距離が長くなるほど、したがって観測される物体はより古いものになります。したがって、z をオブジェクトの年齢に結び付けることができます光を放ったとき。
- z = 0 は 138 億年の年齢に相当します。
- z = 1 は 58 億年の年齢に相当します。
- z = 3 は 2 歳に相当します。何十億年も。
- z = 6 は 8 億年に相当します。
- z = 11 に相当します年齢は4億年。
- z = 20 は 2 億年に相当します。
- z = 30 は 1 億年に相当します。

観測されたスペクトルを、同じものを持つ近くの物体の予想スペクトルと比較することによって発光スペクトルから赤方偏移を決定できます。ずれたスペクトル線赤に向かうほどシフトの程度を示します。

遠くの物体の赤方偏移を計算する

遠方の物体の半分の速度で移動する赤方偏移 (z) を計算します。ライト：
z + 1 = c + v / c - v
z + 1 = 300,000,000 + 150,000,000 / 300,000,000 - 150,000 000
z = 3

赤方偏移が 4 である遠方の物体の速度の計算:
v = c * ((1 + z)² -1) / ((1 + z)²+1)
v = 276,923,077 m/sまたは速度の 92% 光の。

赤方偏移が重要な概念であるのはなぜですか?

赤方偏移は宇宙論的距離の推定や膨張の理解に不可欠です宇宙の解明と、神秘的なエネルギー形態であるダークエネルギーの性質を探求することです。この展開が加速しそうな気がします。
これにより、宇宙の歴史を再構築することができます。確かに、遠方の銀河の赤方偏移を測定すると、銀河の年齢と銀河の年齢を決定することが可能になります。相対的な距離。これにより、宇宙膨張の歴史を再構築し、理解することが可能になります。銀河がどのように形成され、どのように進化したのか。