JATOM.GIF (4643 bytes) 請問紅位移到底是怎麼發生的?(高一/織女


維尼哥哥

妳問「紅位移」(Redshift)是怎麼發生的,我先解釋一下「紅位移」是什麼!

根據大霹靂(Big Bang)理論,宇宙是由一個無限小的「點」,在轟隆一聲大爆炸後誕生的。宇宙爆炸之後,就像個不斷吹漲的大汽球一般,迅速地向四面八方膨脹。同時,因為宇宙膨脹,因此,「
距離我們越遠的天體,遠離我們的速度也越快」。這一點是由美國的天文物理學家哈伯依觀測推論出來的。

哈伯指出,如果一個天體離我們遠去,則它所發出的光的波長會變長,光譜線會向紅色的一端移動,所以叫做「
紅位移」;反之,如果它向我們靠近,則光的波長會變短,光譜線會向藍色的一端移動,叫做「藍位移」。(如下圖)

紅位移與藍位移

好!那「紅位移」是怎麼發生的呢?

在國中理化中不是學過「
都卜勒效應」嗎?一輛向我們駛來的警車,它所發出的警笛聲,頻率會越來越快,聲音越來越高;而當它經過我們、並逐漸遠離時,警笛頻率又會降低,聲音也變得越來越低沈。

造成這個現象的原因,是因為聲波的
速度是固定的,當一輛警車向我們駛來,由於車速的幫忙,使得聲波發出後,進入我們耳朵的時間縮短了,相對地頻率就提高了!(就像彈簧受擠壓的狀況!)相反的,當警車遠離,聲波發出後,進入我們耳朵的時間變長了,因此,頻率就降低了!(就像彈簧受拉扯的狀況!)

同樣的道理,天體的光可以看成是一種速度固定的波,所以,遠離我們的天體,其光波的頻率變低(波長變長);接近我們的天體,其光波的頻率提高(波長變短),這也就造成了紅位移與藍位移的現象!