Blauwe verschuiving

Schrijver: Leandro Alegsa

17-12-2020

Een voorbeeld van het Doppler-effect is de blauwe verschuiving. Het is het tegenovergestelde effect van roodverschuiving.

Doppler blueshift wordt veroorzaakt door beweging van een bron in de richting van de waarnemer. De term is van toepassing op elke afname van de golflengte veroorzaakt door relatieve beweging, zelfs buiten het zichtbare spectrum.

De golflengte van een gereflecteerd of uitgezonden foton of ander deeltje wordt in de rijrichting verkort.

Doppler blueshift wordt in de sterrenkunde gebruikt om de relatieve beweging te bepalen:

De Andromeda Melkweg beweegt zich in de richting van onze eigen Melkweg Melkweg binnen de Lokale Groep. Wanneer het vanuit de aarde wordt geobserveerd, toont het licht een blauwverschuiving.
Onderdelen van een dubbelstersysteem zullen worden geblauwd wanneer ze naar de aarde toe bewegen...
Bij het observeren van spiraalvormige sterrenstelsels zal de kant die naar ons toe draait een lichte blauwverschuiving hebben ten opzichte van de kant die van ons af draait.
Blazars kunnen relativistische (dicht bij de lichtsnelheid) stralen naar ons uitzenden die blauwschuivend lijken.
Nabijgelegen sterren zoals Barnard's Star bewegen zich naar ons toe, wat resulteert in een zeer kleine blueshift.
Doppler blueshift van verre objecten (hoge z) kan worden verkregen uit de veel grotere kosmologische roodverschuiving. Dit toont relatieve beweging in het uitdijende heelal.

De reden dat astronomen kunnen vertellen hoe ver het licht verschuift is dat bepaalde chemische elementen, zoals het calcium in de botten of de zuurstof die mensen inademen, een unieke vingerafdruk van licht hebben die geen enkel ander chemisch element heeft. Ze kunnen zien welke kleuren licht van een ster komen, en zien waar het van gemaakt is. Als ze dat eenmaal weten, kijken ze naar het verschil tussen waar de vingerafdruk (spectraallijnen genoemd) is en waar die hoort te zijn. Als ze dat zien, kunnen ze zien hoe ver weg de ster is, of hij zich naar ons toe beweegt of van ons vandaan, en ook hoe snel hij gaat, want hoe sneller hij gaat, hoe verder de afstand van de spectraallijnen zijn van waar ze zouden moeten zijn.

Vragen en antwoorden

V: Wat is Doppler blueshift?

A: Doppler-blueshift is een afname van de golflengte veroorzaakt door relatieve beweging, zelfs buiten het zichtbare spectrum. Het treedt op wanneer een lichtbron naar een waarnemer toe beweegt.

V: Hoe kunnen astronomen Doppler-blueshift gebruiken om relatieve beweging te bepalen?

A: Astronomen kunnen Doppler-blueshift gebruiken om relatieve beweging te bepalen door veranderingen in de golflengte van het licht van verre objecten waar te nemen. Als zij bijvoorbeeld spiraalstelsels observeren, zal de kant die naar ons toe draait een lichte blauwverschuiving vertonen in vergelijking met de kant die van ons af draait. Zij kunnen ook relativistische straalstromen meten die blauwverschuiving vertonen en nabije sterren, zoals de ster van Barnard, die naar ons toe bewegen, wat resulteert in een zeer kleine blauwverschuiving.

V: Hoe weten astronomen hoe ver het licht verschoven is?

A: Astronomen weten hoe ver het licht verschoven is omdat bepaalde chemische elementen zoals calcium of zuurstof unieke vingerafdrukken van het licht hebben die geen enkel ander element heeft. Door te kijken naar het verschil tussen waar deze spectraallijnen zich bevinden en waar ze zouden moeten zijn, kunnen sterrenkundigen zien hoe ver weg een object is, of het naar hen toe of van hen af beweegt, en ook hoe snel het gaat, want een snellere beweging resulteert in een grotere afstand tussen de spectraallijnen en hun verwachte positie.

V: Wat veroorzaakt roodverschuiving?

A: Roodverschuiving wordt veroorzaakt door beweging van een bron weg van een waarnemer, waardoor zijn golflengte toeneemt. Het treedt op wanneer een object zich verder van de aarde verwijdert als gevolg van de expansie van de ruimtetijd of de kosmische expansie die wordt veroorzaakt door donkere energie die materie in de loop der tijd uit elkaar duwt.

V: Wat betekent "hoge z"?

A: Hoge z verwijst naar objecten met een hoge roodverschuiving, wat aangeeft dat zij zeer ver weg zijn en zich snel van de aarde verwijderen als gevolg van kosmische uitdijing, veroorzaakt door donkere energie die materie in de loop der tijd uit elkaar duwt.

V: Wat is het verschil tussen kosmologische roodverschuiving en Doppler blauwverschuiving?

A: Kosmologische roodverschuiving verschilt van Doppler-blueshift omdat kosmologische roodverschuiving optreedt door kosmische uitdijing, terwijl Doppler-blueshift optreedt door relatieve beweging tussen twee objecten, zoals een object dat een ander object nadert of een component van een dubbelstersysteem dat naar de aarde toe beweegt.