天文学には、天文学者ではない人には奇妙に聞こえる用語がたくさんあります。ほとんどの人は、「光年」と「パーセク」を距離の測定用語として聞いたことがあります。しかし、他の用語はより専門的で、天文学についてよく知らない人には「専門用語」に聞こえるかもしれません。このような 2 つの用語は、「赤方偏移」と「青方偏移」です。これらは、空間内の他のオブジェクトに向かう、または遠ざかるオブジェクトの動きを表すために使用されます。
赤方偏移は、物体が私たちから遠ざかっていることを示します。 「ブルーシフト」とは、天文学者が別の物体または私たちに向かって移動している物体を表すために使用する用語です。たとえば、誰かが「その銀河は天の川に関して青方偏移している」と言うでしょう。これは、銀河が宇宙の私たちのポイントに向かって動いていることを意味します.また、銀河が私たちの銀河に近づく速度を表すためにも使用できます。
赤方偏移と青方偏移はどちらも、物体から放射される光のスペクトルを調べることによって決定されます。具体的には、スペクトル内の要素の「指紋」(分光器または分光計で取得) は、オブジェクトの動きに応じて青または赤に「シフト」されます。
天文学者はどのように青方偏移を決定しますか?
ブルーシフトは、ドップラー効果と呼ばれるオブジェクトの動きの特性の直接的な結果ですが、光がブルーシフトになる現象は他にもあります。仕組みは次のとおりです。再びその銀河を例に取りましょう。光、X線、紫外線、赤外線、電波、可視光線などの形で放射線を放出しています。私たちの銀河の観測者に近づくと、それが放出する各フォトン (光のパケット) は、前のフォトンに近い時間に生成されるように見えます。これは、ドップラー効果と銀河の固有運動 (空間を通る運動) によるものです。その結果、フォトン ピークが現れる 観察者によって決定されるように、それらが実際よりも近くにあり、光の波長を短くします (より高い周波数、したがってより高いエネルギー)。
ブルーシフトは目で見えるものではありません。これは、オブジェクトの動きによって光がどのように影響を受けるかのプロパティです。天文学者は、物体からの光の波長のわずかなシフトを測定することによって、青方偏移を決定します。彼らは、光をその構成波長に分割する機器を使用してこれを行います。通常、これは「分光計」または「分光器」と呼ばれる別の機器で行われます。彼らが収集したデータは、いわゆる「スペクトル」にグラフ化されます。光の情報が物体が私たちに向かって動いていることを示している場合、グラフは電磁スペクトルの青い端に向かって「シフト」して表示されます。
星の青方偏移の測定
天の川銀河の星のスペクトルシフトを測定することで、天文学者は星の動きだけでなく、銀河全体の動きもプロットできます。遠ざかる物体は赤方偏移し、近づいてくる物体は青方偏移します。同じことが、私たちに向かってくる例の銀河にも当てはまります。
宇宙はブルーシフトしていますか?
宇宙の過去、現在、未来の状態は、天文学や科学全般でホットなトピックです。これらの状態を研究する方法の 1 つは、周囲の天体の動きを観察することです。
当初、宇宙は銀河系の端で止まると考えられていました。しかし、1900 年代の初めに、天文学者のエドウィン ハッブルは、私たちの銀河系の外に銀河があることを発見しました (これらは以前にも実際に観測されていましたが、天文学者はそれらが単なる星雲の一種であり、星のシステム全体ではないと考えていました)。現在、宇宙には数十億の銀河があることが知られています。
これは宇宙に対する私たちの理解全体を変え、その直後に、宇宙の創造と進化に関する新しい理論であるビッグバン理論の開発への道を開きました.
宇宙の動きを理解する
次のステップは、私たちが普遍的な進化の過程のどこにいて、どのような種類かを判断することでした 問題は、宇宙は膨張しているのかということです。契約中？静的?
これに答えるために、天文学者は、天文学の一部であり続けているプロジェクトである、近くと遠くの銀河のスペクトルシフトを測定しました。銀河の光の測定値が一般的に青方偏移した場合、これは宇宙が収縮していることを意味し、宇宙のすべてが元に戻る「大きな危機」に直面する可能性がある.
しかし、一般的に、銀河は私たちから遠ざかっており、赤方偏移しているように見えます。これは、宇宙が膨張していることを意味します。それだけでなく、普遍的な拡大が加速しており、過去には異なる速度で加速したことがわかっています.その加速度の変化は、暗黒エネルギーとして一般的に知られている不思議な力によって引き起こされます .暗黒エネルギーの性質についてはほとんど理解されておらず、宇宙のいたるところに存在しているように見えるだけです.
重要ポイント
- 「ブルーシフト」という用語は、物体が宇宙で私たちに向かって移動するときに、光の波長がスペクトルの青色端にシフトすることを指します。
- 天文学者は青方偏移を使用して、銀河が互いに向かい合い、私たちの宇宙領域に向かう動きを理解しています。
- 赤方偏移は、私たちから遠ざかる銀河からの光のスペクトルに適用されます。つまり、それらの光はスペクトルの赤端に向かってシフトします。
ソース
- クールコスモス 、coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/cosmic_reference/redshift.html.
- 「膨張する宇宙の発見」 拡大する宇宙 , skyserver.sdss.org/dr1/en/astro/universe/universe.asp.
- NASA , NASA, Imagine.gsfc.nasa.gov/features/yba/M31_velocity/spectrum/doppler_more.html.
キャロリン・コリンズ・ピーターセン編集
