Wat is Blueshift?

Astronomie heeft een aantal termen die exotisch klinken voor de niet-astronoom. De meeste mensen hebben gehoord van "lichtjaren" en "parsec" als termen voor metingen op afstand. Maar andere termen zijn technischer en kunnen "jargony" klinken voor mensen die niet veel weten over astronomie. Twee van dergelijke termen zijn "roodverschuiving" en "blueshift". Ze worden gebruikt om de beweging van een object naar of van andere objecten in de ruimte te beschrijven.

Roodverschuiving geeft aan dat een object van ons weg beweegt. "Blueshift" is een term die astronomen gebruiken om een ​​object te beschrijven dat naar een ander object of naar ons toe beweegt. Iemand zal zeggen: "Dat sterrenstelsel is bijvoorbeeld blauwverschoven ten opzichte van de Melkweg". Het betekent dat de melkweg naar ons punt in de ruimte beweegt. Het kan ook worden gebruikt om de snelheid te beschrijven die de melkweg neemt naarmate we dichter bij de onze komen.

Zowel roodverschuiving als blauwverschuiving worden bepaald door het lichtspectrum te bestuderen dat wordt uitgestraald door het object. Specifiek worden "vingerafdrukken" van elementen in het spectrum (die worden genomen met een spectrograaf of een spectrometer), "verschoven" naar de blauwe of rode, afhankelijk van de beweging van het object.

Blueshift is een direct resultaat van een eigenschap van de geroepen beweging van een object het Doppler-effect, hoewel er andere fenomenen zijn die er ook voor kunnen zorgen dat licht blauwverschuift. Dit is hoe het werkt. Laten we die melkweg opnieuw als voorbeeld nemen. Het zendt uit straling in de vorm van licht, röntgenstralen, ultraviolet, infrarood, radio, zichtbaar licht, enzovoort. Wanneer het een waarnemer in ons sterrenstelsel nadert, lijkt elk foton (pakket licht) dat het uitzendt dichter bij de tijd te worden geproduceerd ten opzichte van het vorige foton. Dit komt door het Doppler-effect en de juiste beweging van de melkweg (zijn beweging door de ruimte). Het gevolg is dat het foton piekt verschijnen om dichter bij elkaar te zijn dan ze in werkelijkheid zijn, waardoor de golflengte van licht korter wordt (hogere frequentie, en dus hogere energie), zoals bepaald door de waarnemer.

Blueshift is niet iets dat met het oog kan worden gezien. Het is een eigenschap van hoe licht wordt beïnvloed door de beweging van een object. Astronomen bepalen de blauwverschuiving door kleine verschuivingen in de golflengten van het licht vanaf het object te meten. Ze doen dit met een instrument dat het licht opsplitst in de golflengten van de componenten. Normaal gesproken wordt dit gedaan met een "spectrometer" of een ander instrument dat een "spectrograaf" wordt genoemd. De gegevens die ze verzamelen, worden weergegeven in een zogenaamd 'spectrum'. Als de lichtinformatie ons vertelt dat de object naar ons toe beweegt, zal de grafiek "verschoven" lijken naar het blauwe uiteinde van de elektromagnetische spectrum.

Door de spectrale verschuivingen van te meten sterren in de Melkwegkunnen astronomen niet alleen hun bewegingen uitzetten, maar ook de beweging van de melkweg als geheel. Er verschijnen objecten die van ons weg bewegen roodverschoven, terwijl objecten die naderen, blauw worden verschoven. Hetzelfde geldt voor het voorbeeldstelsel dat op ons afkomt.

De afgelopen, huidige en toekomstige staat van het universum is een hot topic in de astronomie en in de wetenschap in het algemeen. En een van de manieren waarop we deze toestanden bestuderen, is door de beweging van de astronomische objecten om ons heen te observeren.

Oorspronkelijk was de universum werd gedacht te stoppen aan de rand van ons sterrenstelsel, de Melkweg. Maar begin 1900, astronoom Edwin Hubble ontdekten dat er sterrenstelsels waren buiten de onze (deze waren eerder al waargenomen, maar astronomen dachten dat ze gewoon een soort nevel, niet hele systemen van sterren). Het is nu bekend dat er in het hele universum meerdere miljarden sterrenstelsels zijn.

Dit veranderde ons hele begrip van het universum en maakte kort daarna de weg vrij voor de ontwikkeling van een nieuwe theorie over de schepping en evolutie van het universum: de oerknaltheorie.

De volgende stap was om te bepalen waar we ons bevinden in het proces van universele evolutie, en wat soort van universum waarin we leven. De vraag is echt: breidt het universum zich uit? Contracteren? Statisch?

Om dat te beantwoorden, hebben astronomen de spectrale verschuivingen van gemeten sterrenstelsels dichtbij en veraf, een project dat nog steeds deel uitmaakt van de astronomie. Als de lichtmetingen van de sterrenstelsels in het algemeen blauwverschoven zouden zijn, zou dit betekenen dat het heelal is aan het krimpen en dat we op weg kunnen zijn naar een "grote crisis", aangezien alles in de kosmos weer tegen elkaar slaat.

Het blijkt echter dat de sterrenstelsels zich in het algemeen van ons terugtrekken en verschijnen roodverschoven. Dit betekent dat het universum zich uitbreidt. Niet alleen dat, maar we weten nu dat de universele expansie versnelt en dat deze in het verleden in een ander tempo is versneld. Die verandering in versnelling wordt aangedreven door een mysterieuze kracht die algemeen bekend staat als donkere energie. We hebben weinig begrip van de aard van donkere energie, alleen dat het overal in het universum lijkt te zijn.

• De term "blauwverschuiving" verwijst naar de verschuiving in golflengten van licht naar het blauwe uiteinde van het spectrum als een object in de ruimte naar ons toe beweegt.
• Astronomen gebruiken blauwverschuiving om bewegingen van sterrenstelsels naar elkaar en naar ons gebied van de ruimte te begrijpen.
• Roodverschuiving is van toepassing op het lichtspectrum van sterrenstelsels die van ons af bewegen; dat wil zeggen dat hun licht naar het rode uiteinde van het spectrum wordt verschoven.

• Cool Cosmos, coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/cosmic_reference/redshift.html.
• "De ontdekking van het uitbreidende universum." Het uitbreidende universum, skyserver.sdss.org/dr1/en/astro/universe/universe.asp.
• NASA, NASA, stel je voor.gsfc.nasa.gov/features/yba/M31_velocity/spectrum/doppler_more.html.

Bewerkt door Carolyn Collins Petersen.