O que é um desvio para o vermelho?

Um desvio para o vermelho é uma mudança na frequência de uma onda eletromagnética causada pelo movimento de um objeto. A luz dos objetos que se afastam do observador muda suas ondas de luz em direção à parte vermelha do espectro. O desvio para o vermelho é comumente observado na astronomia, particularmente na observação de objetos muito distantes. O efeito não se limita à radiação eletromagnética na faixa visível, embora o termo tenha captado porque alguns objetos astronômicos em retrocesso pareciam vermelhos.

Redshift é o resultado do efeito Doppler. O efeito Doppler se aplica a ondas sonoras e ondas eletromagnéticas e é frequentemente experimentado por seres humanos diariamente. A buzina de um trem que se aproxima soa mais em tom do que quando o trem está se afastando, mesmo que a própria buzina produza um som de tom constante. Isso ocorre porque o som viaja a uma velocidade uniforme em um determinado meio - é a frequência da onda sonora que muda com base no movimento do trem. Um efeito semelhante ocorre com a luz, com uma luz de frequência mais baixa resultante de uma fonte que está se afastando no espaço.

Dentro do espectro visível da luz, as ondas de luz de baixa frequência são percebidas pelos seres humanos como sendo vermelhas. As ondas de luz de alta frequência são vistas como azuis. Portanto, um desvio para o vermelho resultará da luz cuja fonte está se afastando de um observador. Uma galáxia, por exemplo, que está se afastando da Terra em alta velocidade pode parecer vermelha. Da mesma forma, uma galáxia que se aproxima poderia parecer azul se sua velocidade estivesse dentro de um determinado intervalo.

Embora o termo desvio para vermelho implique uma mudança de cor, o efeito Doppler se aplica a todo o espectro eletromagnético. Toda radiação, da qual a luz visível é um tipo, é deslocada com base na velocidade relativa da fonte de radiação. Um objeto astronômico que está se afastando com velocidade suficiente pode "mudar de vermelho" para fora de todo o espectro visível - até o vermelho passado. A radiação resultante recebida por um observador estaria na faixa de radiação infravermelha, invisível a olho nu. Assim, os astrônomos usam o termo desvio para o vermelho para indicar qualquer mudança na radiação em direção a frequências mais baixas.

Na década de 1920, o astrônomo norte-americano Edwin Hubble e outros observaram que a maioria das galáxias parecia estar com desvio para o vermelho, com a quantidade de desvio para o vermelho proporcional às distâncias da Terra. Quanto mais distantes as galáxias eram, mais rápido elas pareciam se afastar da Terra. Essa tendência é chamada lei de Hubble e forneceu algumas das primeiras evidências que sustentam um modelo de universo em expansão que se originou de um Big Bang. Em uma explosão, partículas de velocidades variadas estão aumentando suas distâncias de todas as outras partículas. O mesmo vale para um universo "explosivo" - todas as galáxias parecem estar se afastando de qualquer observador.