Redshiftとは？

赤方偏移とは、物体の動きによって生じる電磁波の周波数の変化です。 観測者から遠ざかるオブジェクトからの光は、スペクトルの赤い部分に向かって光波をシフトさせます。 赤方偏移は、天文学、特に非常に遠い天体の観測でよく見られます。 影響は可視範囲の電磁放射に限定されませんが、一部の後退している天体は赤く見えたため、この用語は広まりました。

赤方偏移は、ドップラー効果の結果です。 ドップラー効果は音波だけでなく電磁波にも適用され、人間が日常的に経験することがよくあります。 接近している列車のホーンは、ホーン自体が一定のピッチの音を生成している場合でも、列車が遠ざかっているときよりもピッチが高く聞こえます。 これは、与えられた媒体内で音が一定の速度で移動するためです。列車の動きに基づいて変化するのは音波の周波数です。 同様の効果が光でも発生し、空間内で遠ざかる光源から生じる低周波の光が発生します。

光の可視スペクトル内では、低周波の光波は人間によって赤であると感知されます。 高周波の光波は青で表示されます。 したがって、赤方偏移は、光源が観測者から遠ざかる光から生じます。 たとえば、高速で地球から遠ざかる銀河は、赤色で表示される場合があります。 同様に、接近する銀河は、速度が特定の範囲内にある場合、青く見える可能性があります。

赤方偏移という用語は色の変化を意味しますが、ドップラー効果は電磁スペクトル全体に適用されます。 可視光が1つのタイプであるすべての放射は、放射源の相対速度に基づいてシフトされます。 十分な速度で遠ざかる天体は、可視スペクトル全体から赤方偏移する場合があります。 結果として観測者が受け取る放射は、肉眼では見えない赤外線の範囲になります。 したがって、天文学者は、赤方偏移という用語を使用して、より低い周波数への放射のシフトを示します。

1920年代、アメリカの天文学者エドウィンハッブルなどは、ほとんどの銀河が地球からの距離に比例して赤方偏移しているように見えることを観察しました。 銀河が遠ざかるほど、地球から遠ざかっていくように見えました。 この傾向はハッブルの法則と呼ばれ、ビッグバンに由来する膨張する宇宙モデルをサポートする最初の証拠のいくつかを提供しました。 爆発では、さまざまな速度の粒子がすべて他のすべての粒子からの距離を増やしています。 同じことが「爆発する」宇宙にも当てはまります。すべての銀河は観測者から遠ざかるように見えます。