Vad är radiell hastighet?
Varje rörelse mot eller bort från en rörlig observatör kallas radiell hastighet, och rörelsen för varje objekt definieras av både hastighet och riktning. För att definiera objektets riktning måste emellertid observatörens referensram vara känd. I normalt, tredimensionellt utrymme har observatören en referensram som är fixerad, med vilket antal objekt som rör sig mot eller bort från hans eller hennes plats.
Planeter i mestadels cirkulära banor har liten radiell hastighet med avseende på deras solar, men för fasta observatörer, utanför solsystemet, ändrar en sådan planet sin rörelse mot och bort från dem under hela sin bana. Planeten ses att ha två maximala radiella hastigheter: en positiv, när planeten rör sig bort från observatören till solens bortre sida och en negativ, när planeten rör sig ut bakom sin sol mot observatören. När astronomer använder teleskop för att observera system med kretsande kroppar, upptäcks uppgifterna som elektromagnetisk energi. Energivågorna som tas emot av teleskopen är olika beroende på om det kretsande objektet rör sig mot eller bort från räckvidden.
Det faktum att energivågor från föremål som rör sig mot observatören är komprimerade och verkar ha en högre frekvens än vågor från föremål som rör sig bort från observatören kallas Doppler-skiftet, som föreslagits av Christian Doppler 1842. Till exempel som planeter kretsar om avlägsna stjärnor , de drar dem bort från sina tyngdpunkter, vilket får dem att röra sig mot eller bort från observatören. Stjärnans lilla rörelse mot eller bort gör att dess spektrum, regnbågens färger i dess ljus, förskjuts mot det blå när det rör sig närmare och mot det röda när det rör sig längre bort. Med hjälp av denna metod för radiell hastighet ger tidpunkten för skiftet från rött till blått och tillbaka igen astronomer information om massan och omloppscykeln för planeter som kretsar kring avlägsna stjärnor.
Denna metod kan också användas i astronomi för att mäta de konstanta hastigheterna för stjärnor som kretsar om avlägsna galaxer när de ses på kanten på. Ljus- eller radiovågor mottagna från stjärnor som rör sig mot teleskopet skiftar till högre frekvenser, medan ljus- eller radiovågor från stjärnor som rör sig bort från teleskopet skiftar mot våglängder med lägre frekvens. Skiftmängden indikerar både den relativa hastigheten hos stjärnorna i förhållande till observatören och vinkelhastigheten för stjärnorna i kretslopp kring galaxen.
Väderprognoser har hjälpt kraftigt av radiella hastighetskartor mätt med Doppler väderradar. Precis som den radiella hastigheten som registrerats för en roterande galax visar rotation genom röda och blå förskjutning av ljusvågor, indikerar förändringen i frekvensen för radiovågor rotationsrörelsen i stormar som cykloner, orkaner och tornados. Väderprognoser kan lägga ut tornadovarningar tidigt när de ser Doppler-skiftet i svåra vädersystem.
Doppler-växlingen, eller radiell hastighetsmetod, kan användas på alla kroppar eller system av kroppar som är i omloppsbana eller vibrerar runt ett gemensamt centrum. Både himmelobjekt och vädermönster visar en röd växling eller en blå växling, beroende på om objekt närmar sig eller går tillbaka från observatören i radiell riktning. Den övre gränsen för radiell hastighet beskrevs av Albert Einstein som ljusets hastighet i ett vakuum, och hans speciella relativitetsteori gäller för denna direkta siktlinje, radiell rörelse.