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天文學(xué)家研究來自遠(yuǎn)處物體的光以了解它們。光以每秒299000公里的速度在太空中移動，其路徑可被重力偏轉(zhuǎn)，并被宇宙中的物質(zhì)云吸收和散射。天文學(xué)家利用光的許多特性來研究從行星和月球到宇宙中最遙遠(yuǎn)的物體的一切。

深入研究多普勒效應(yīng)
他們使用的一種工具是多普勒效應(yīng)。這是當(dāng)物體移動通過空間時從物體發(fā)射的輻射的頻率或波長的偏移。它以奧地利物理學(xué)家Christian Doppler的名字命名，他于1842年首次提出它。

多普勒效應(yīng)如何工作？如果輻射源（例如恒星）正在向地球上的星形單體移動（例如），那么其輻射波長將顯得更短（頻率更高，因此能量更高）。另一方面，如果物體遠(yuǎn)離觀察者，則波長將顯得更長（更低的頻率和更低的能量）。當(dāng)你聽到火車哨子或警察警察警察移過你時，你可能經(jīng)歷過一種效果，當(dāng)它經(jīng)過你并移開時改變音調(diào)。

多普勒效應(yīng)是警察雷達(dá)等技術(shù)的背后，其中"雷達(dá)*"發(fā)射已知波長的光。然后，該雷達(dá)"光線"從移動的汽車彈跳并返回儀器。由此產(chǎn)生的波長偏移用于計算車輛的速度。（注意：實際上這是一個雙移，因為移動的汽車首先充當(dāng)觀察者并經(jīng)歷移位，然后作為移動源將光發(fā)送回辦公室，從而第二次移動波長。）

Redshift

當(dāng)物體從觀察者后退（即移開）時，發(fā)射的輻射的峰值將以更遠(yuǎn)的間隔隔開如果源對象是靜止的，那么它們會比它們更好。結(jié)果是所得的光波長顯得更長。天文學(xué)家說它是"轉(zhuǎn)移到紅色"光譜的末端。

同樣的效果適用于電磁頻譜的所有頻帶，例如無線電，x射線或伽馬射線。然而，光學(xué)測量是最常見的，并且是術(shù)語"紅移"的來源;。源離開觀察者越快，紅移越大。從能量的角度來看，較長的波長對應(yīng)于較低的能量輻射。

Blueshift

相反，當(dāng)輻射源接近觀察者時，光的波長看起來更接近，有效地縮短了光的波長。（同樣，較短的波長意味著較高的頻率，因此能量較高。）在光譜上，發(fā)射線將出現(xiàn)向光譜的藍(lán)側(cè)移動，因此稱為藍(lán)移。

與紅移一樣，該效果適用于電磁波譜的其他波段，但在處理光學(xué)光時，效果最常被討論，盡管在天文學(xué)的某些領(lǐng)域當(dāng)然不是這種情況。

宇宙擴(kuò)張與多普勒頻移49,50

多普勒頻的使用導(dǎo)致了天文學(xué)的一些重要發(fā)現(xiàn)。在20世紀(jì)初，人們認(rèn)為宇宙是靜止的。事實上，這導(dǎo)致阿爾伯特·愛因斯坦將宇宙常數(shù)添加到他著名的場方程中，以便"抵消"通過他的計算預(yù)測的膨脹（或收縮）。具體而言，曾經(jīng)有人認(rèn)為，乳白色的"邊緣"代表了靜態(tài)宇宙的邊界。

然后，Edwin Hubble發(fā)現(xiàn)幾十年來一直困擾天文學(xué)的所謂"螺旋形星云"根本不是星云。這個實際上是其他的宇宙。這是一個驚人的發(fā)現(xiàn)，并告訴天文學(xué)家宇宙比他們知道的要大得多。

然后Hubble繼續(xù)測量多普勒頻移，特別是發(fā)現(xiàn)這些星團(tuán)的紅移。他發(fā)現(xiàn)，galaxy越遠(yuǎn)，它退縮的速度就越快。這導(dǎo)致了現(xiàn)在著名的Hubble's定律，該定律指出物體's距離與其衰退速度成正比。

這一啟示使愛因斯坦寫道，他的將宇宙常數(shù)添加到場方程中是他職業(yè)生涯中**的鈍化。然而，有趣的是，一些研究人員現(xiàn)在將常數(shù)back置于廣義相對論中。

事實證明，Hubble's定律直到最近才成立，因為過去幾十年的研究發(fā)現(xiàn)遙遠(yuǎn)的宇宙比預(yù)測的要快得多。這意味著宇宙的擴(kuò)張正在加速。其原因是一個謎，科學(xué)家們稱這種加速的驅(qū)動力暗能量。他們在愛因斯坦場方程中將其解釋為一個宇宙常數(shù)（盡管它與愛因斯坦的形式不同）。