Wat is radiale snelheid?
Elke beweging in de richting van of weg van een niet-bewegende waarnemer wordt radiale snelheid genoemd, en de beweging van elk object wordt bepaald door zowel snelheid als richting. Om de richting van het object te definiëren, moet het referentiekader van de waarnemer echter bekend zijn. In de normale, driedimensionale ruimte heeft de waarnemer een referentiekader dat vaststaat, waarbij een willekeurig aantal objecten naar of van zijn of haar locatie beweegt.
Planeten in overwegend cirkelvormige banen bezitten weinig radiale snelheid ten opzichte van hun zonnen, maar voor vaste waarnemers buiten het zonnestelsel verandert een dergelijke planeet in zijn baan naar en van hem af. De planeet bezit twee maximale radiale snelheden: één positief, terwijl de planeet van de waarnemer naar de andere kant van de zon beweegt en één negatief, terwijl de planeet van achter zijn zon naar de waarnemer beweegt. Wanneer astronomen telescopen gebruiken om systemen van cirkelende lichamen te observeren, worden de gegevens gedetecteerd als elektromagnetische energie. De energiegolven die door de telescopen worden ontvangen, zijn verschillend, afhankelijk van of het baanobject in de richting van of weg van de scoop beweegt.
Het feit dat energiegolven van objecten die in de richting van de waarnemer bewegen worden gecomprimeerd en een hogere frequentie lijken te hebben dan golven van objecten die van de waarnemer af bewegen, wordt de Doppler-verschuiving genoemd, voorgesteld door Christian Doppler in 1842. Bijvoorbeeld als planeten in een baan rond verre sterren , ze trekken ze weg van hun zwaartepunt, waardoor ze naar of van de waarnemer toe bewegen. De lichte beweging van de ster in de richting of weg zorgt ervoor dat zijn spectrum, de regenboogkleuren van zijn licht, naar het blauw verschuiven als hij dichterbij komt en naar het rood als hij verder weg beweegt. Met behulp van deze radiale snelheidsmethode geeft de timing van de verschuiving van rood naar blauw en weer terug, astronomen informatie over de massa en orbitale cyclus van planeten die in een baan rond verre sterren draaien.
Deze methode kan ook worden gebruikt in de astronomie om de constante snelheden te meten van sterren die in een baan om verre sterrenstelsels draaien wanneer ze scherp worden bekeken. Licht of radiogolven ontvangen van sterren die naar de telescoop bewegen verschuiven naar hogere frequenties, terwijl licht of radiogolven van sterren die weg bewegen van de telescoop verschuiven naar lagere frequentie golflengten. De hoeveelheid verschuiving geeft zowel de relatieve snelheid van de sterren ten opzichte van de waarnemer als de hoeksnelheid van de sterren in een baan rond de melkweg aan.
Weervoorspelling is enorm geholpen door radiale snelheidskaarten zoals gemeten door Doppler-weerradar. Net zoals de radiale snelheid die is geregistreerd voor een roterende melkweg rotatie toont door rode en blauwe verschuiving van lichtgolven, geeft de verandering in frequentie van radiogolven de rotatiebeweging aan in stormen zoals cyclonen, orkanen en tornado's. Weersvoorspellers kunnen tornado-waarschuwingen vroegtijdig uitzenden wanneer ze de Doppler-verschuiving zien in zwaar weersystemen.
De Doppler-verschuiving, of radiale snelheidsmethode, kan worden gebruikt op elk lichaam of systemen van lichamen die in een baan om de aarde zijn, of rond een gemeenschappelijk centrum trillen. Zowel hemellichamen als weerpatronen vertonen een rode of een blauwe verschuiving, afhankelijk van of objecten de waarnemer in radiale richting naderen of zich terugtrekken. De bovengrens van radiale snelheid werd door Albert Einstein beschreven als de snelheid van het licht in een vacuüm, en zijn speciale relativiteitstheorie is van toepassing op deze directe zichtlijn, radiale beweging.