Raudonasis poslinkis

Raudonasis poslinkis – imtuvo registruojamas sistemingas bangos ilgių (λs) padidėjimas spinduoliuotės šaltinio elektromagnetinių bangų spektre palyginti su šaltinio spektro linijomis (λe). Apibūdinamas rodikliu z, nurodo pokytį tarp stebėtų ir išspinduliuotų spektro linijų ir gali būti apskaičiuojamas taip:

Raudonąjį poslinkį aiškinanti iliustracija regimosios šviesos gama. Absorbcijos linijos nuo Žemės nutolusių galaktikų regimajame spektre (dešinėje), lyginant su absorbcijos linijomis Saulės regimajame spektre (kairėje). Rodyklės rodo raudonąjį poslinkį, kai bangai netenkant energijos ir dažniui mažėjant padidėja jos ilgis.

Raudonojo poslinkio apskaičiavimas, ${\displaystyle z}$

Priklausomai nuo bangos ilgio	Priklausomai nuo dažnio
${\displaystyle z={\frac {\lambda _{\mathrm {steb} }-\lambda _{\mathrm {spind} }}{\lambda _{\mathrm {spind} }}}}$	${\displaystyle z={\frac {f_{\mathrm {spind} }-f_{\mathrm {steb} }}{f_{\mathrm {steb} }}}}$
${\displaystyle 1+z={\frac {\lambda _{\mathrm {steb} }}{\lambda _{\mathrm {spind} }}}}$	${\displaystyle 1+z={\frac {f_{\mathrm {spind} }}{f_{\mathrm {steb} }}}}$

Remiantis raudonuoju poslinkiu galima apskaičiuoti tolimus astronominius atstumus Visatoje pagal astronominio objekto spindulinį greitį. Šis reiškinys būdingas , kurie tolsta nuo stebėtojo. Tuo tarpu kūnui artėjant stebimas priešingas efektas – . Pavyzdys – link Paukščių Tako artėjanti Andromedos galaktika.

Tipai

Skiriami trys raudonojo poslinkio tipai:

• Doplerio (zD),
• Gravitacinis (zG)
• (zK).

Remiantis Bendrąja reliatyvumo teorija galima išvesti keletą svarbių formulių raudonajam poslinkiui tam tikriems erdvėlaikio geometrijų atvejams nusakyti. Jos pateiktos lentelėje žemiau. Visais atvejais poslinkio dydis (z reikšmė) nepriklauso nuo bangos ilgio.

Raudonojo poslinkio santrauka

Tipas	Geometrija	Formulė
	(plokščias erdvėlaikis)	Jei judama visiškai radialine arba regimumo linijos kryptimi: ${\displaystyle 1+z=\gamma \left(1+{\frac {v_{\parallel }}{c}}\right)={\sqrt {\frac {1+{\frac {v_{\parallel }}{c}}}{1-{\frac {v_{\parallel }}{c}}}}}}$ ${\displaystyle z\approx {\frac {v_{\parallel }}{c}}}$   kai maža ${\displaystyle v_{\parallel }}$ reikšmė Jei judama visiškai skersine kryptimi: ${\displaystyle 1+z={\frac {1}{\sqrt {1-{\frac {v_{\perp }^{2}}{c^{2}}}}}}}$ ${\displaystyle z\approx {\frac {1}{2}}\left({\frac {v_{\perp }}{c}}\right)^{2}}$   kai maža ${\displaystyle v_{\perp }}$reikšmė
	(besiplečianti Visata po Didžiojo Sprogimo)	${\displaystyle 1+z={\frac {a_{\mathrm {now} }}{a_{\mathrm {tada} }}}}$ Hablo dėsnis: ${\displaystyle z\approx {\frac {H_{0}D}{c}}}$   kai ${\displaystyle D\ll {\frac {c}{H_{0}}}}$
Gravitacinis raudonasis poslinkis	bet koks	${\displaystyle 1+z={\sqrt {\frac {g_{tt}({\text{receiver}})}{g_{tt}({\text{šaltinis}})}}}}$ : ${\displaystyle 1+z={\sqrt {\frac {1-{\frac {r_{S}}{r_{\text{receiver}}}}}{1-{\frac {r_{S}}{r_{\text{šaltinis}}}}}}}={\sqrt {\frac {1-{\frac {2GM}{c^{2}r_{\text{receiver}}}}}{1-{\frac {2GM}{c^{2}r_{\text{šaltinis}}}}}}}}$ ${\displaystyle z\approx {\frac {1}{2}}\left({\frac {r_{S}}{r_{\text{šaltinis}}}}-{\frac {r_{S}}{r_{\text{receiver}}}}\right)}$   kai ${\displaystyle r\gg r_{S}}$ Esant pabėgimo greičiui: ${\displaystyle z\approx {\frac {1}{2}}\left({\frac {v_{\text{e}}}{c}}\right)_{\text{šaltinis}}^{2}-{\frac {1}{2}}\left({\frac {v_{\text{e}}}{c}}\right)_{\text{receiver}}^{2}}$ kai ${\displaystyle v_{\text{e}}\ll c}$

Šaltiniai

1. . Raudonasis poslinkis (VLE)
2. Huchra, John. . NASA/IPAC Extragalactic Database. Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Suarchyvuotas originalas 2013-12-22. Nuoroda tikrinta 2023-03-16.
3. Binney ir Merrifeld (1998), Carroll ir Ostlie (1996), Kutner (2003)
4. Kur z = raudonasis poslinkis; v_|| = greitis lygiagrečiai regimumo linijai (reikšmė teigiama, jei judama nuo stebėtojo); c = šviesos greitis; γ = ; a = ; G = gravitacinė konstanta; M = kūmno masė; r = , g_tt = t, t komponentas

Literatūra

• Binney, James; Michael Merrifeld (1998). Galactic Astronomy. Princeton University Press. ISBN .
• Carroll, Bradley W. & Dale A. Ostlie (1996). An Introduction to Modern Astrophysics. Addison-Wesley Publishing Company, Inc. ISBN .
• Kutner, Marc (2003). Astronomy: A Physical Perspective. Cambridge University Press. ISBN .