Encontrar el cosmológico corrimiento al rojo de una galaxia en el Universo en expansión

Question

En primer lugar, entiendo a lo que el efecto Doppler es cuando se trata del sonido o las ondas de luz.

De todo lo que he leído, se nos dice que el universo está en constante expansión desde toda la radiación que observamos es desplazada hacia el rojo. Suponiendo que estamos observando una galaxia distante/start que se está alejando de nosotros, el EMR ondas incidente en nosotros desde que galaxy es rojo desplazado. Mi pregunta es:

¿cómo sabemos que la luz es de color rojo cambiado? Cuando se mide su longitud de onda se le da UN valor de Λ, derecho? ¿Cómo hace uno para saber cuál es su original longitud de onda fue, para empezar? Su sólo después de conocer tanto los valores (el real de la longitud de onda cuando es emitida y la longitud de onda que podemos medir escuchar en la tierra) que podemos afirmar que el galaxy/estrella se está alejando.

Siempre he asumido que uno podría observar tanto la longitud de onda de los fotones y la energía y que hay algún tipo de disparidad de ahí que nos dice que la luz se desplaza al rojo. Pero eso no tiene sentido, ya que uno generalmente se determina la longitud de onda basado en la energía de los fotones......Estoy confundido aquí. Cualquier respuesta será bienvenida. Gracias.

Answer 1

Cada estrella o galaxia contiene algunos elementos, cada elemento emite una frecuencia en particular. Aquí están las líneas del Sol (https://en.wikipedia.org/wiki/Fraunhofer_lines)

En particular, el Hidrógeno está presente en casi todas partes y líneas de Hidrógeno son visibles en la mayoría de los espectros de galaxias. El Hidrógeno-alfa línea es particularmente fuerte en muchas galaxias.

Esta radiación electromagnética está en la frecuencia precisa de 1420.40575177 MHz, que es equivalente a la de vacío de la longitud de onda de 21.1 0611405413 cm en el espacio libre.

(https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_line) (http://www.astro.washington.edu/courses/labs/clearinghouse/labs/HubbleLaw/measurements.html)

Simplemente comparar el valor estándar de la H-línea ( o de cualquier otro elemento) con la que viene de la estrella o galaxia, y obtener el valor de z (el corrimiento hacia el rojo): $1 + z = \frac {\lambda_{obsvd}}{\lambda_{emit}}$ , $$z = \frac{\lambda_{obsvd}} {\lambda_{emit}} -1$$.

Un valor de 211 cm daría un desplazamiento hacia el rojo (211/21.1 -1): z = 9

Actualización

Pero eso no tiene sentido, ya que uno generalmente determina el la longitud de onda basado en la energía de los fotones

Frecuencias tan altas que no puede ser detectada. Normalmente es al revés, pero tiene usted razón: no es sólo una longitud de onda que corresponde a una frecuencia, y que nunca cambia

Tengo una pregunta de seguimiento. Hace una medición de la energía de los fotones incidente y, a continuación, calcular lo que su "observado" que la longitud de onda es?

Espectrografía de medidas directamente, como ya he dicho, la longitud de onda de la radiación, (https://en.wikipedia.org/wiki/Spectrography)

si es 211 cm., usted sabe que, de inmediato, el corrimiento al rojo cosmológico (z) = 9

Answer 2

La respuesta a esta pregunta es que si sólo se puede ver una línea o función en el espectro, a continuación, el corrimiento hacia el rojo no puede ser medido , a menos que usted tiene alguna otra información que lleva a adivinar cuál es la línea o función en el espectro es debido (por ejemplo, el de la línea de 21cm de hidrógeno en las longitudes de onda de radio es tan fuerte y omnipresente que por lo general puede ser identificado de inmediato).

La situación más normal, sobre todo en el óptico y el infrarrojo partes del espectro, es que usted tiene dos, o o, a menudo, muchos más, de funciones o de líneas en el espectro observado.

Si tenemos dos líneas con longitudes de onda en el resto (de laboratorio) estructura $\lambda_1$$\lambda_2$, y dicen que estos son desplazados hacia el rojo por un importe $(1+z)$ donde $z \simeq v/c$ (aproximadamente cierto cuando $v \ll c$). Etiquetamos el desplazado hacia el rojo observado longitudes de onda de la galaxia distante como $\lambda_1^{\prime}$$\lambda_2^{\prime}$, de tal manera que $$ \lambda_1^{\prime} = (1+z)\lambda_1\ \ \ \ \ \ \ \lambda_2^{\prime} = (1+z)\lambda_2$$

El punto de que el álgebra es que todas las líneas de longitudes de onda se desplazan por el mismo factor de $(1+z)$. Por lo tanto, un patrón de líneas en el espectro (por ejemplo, la serie de Balmer del Hidrógeno, o un buen par de calcio H & K de líneas, o de sodio líneas D) se replica y se puede reconocer fácilmente como tales en la corrida hacia el rojo del espectro. Luego, con las líneas identificadas, el corrimiento hacia el rojo puede ser fácilmente calculada a partir de lo observado longitudes de onda.