¿Qué es el desplazamiento al rojo y el cambio de blues?

Answer 1

La luz roja y la luz azul describen cómo la luz cambia a medida que los objetos en el espacio (como las estrellas o galaxias) se acercan o se alejan de nosotros. El concepto es clave para trazar la expansión del universo.

La luz visible es un espectro de colores, que es claro para cualquiera que haya visto un arco iris. Cuando un objeto se aleja de nosotros, la luz se desplaza al extremo rojo del espectro, a medida que sus longitudes de onda se hacen más largas. Si un objeto se acerca, la luz se mueve hacia el extremo azul del espectro, a medida que sus longitudes de onda se acortan.

Para pensar esto con mayor claridad, sugiere la Agencia Espacial Europea, imagínese a sí mismo escuchando una sirena de policía mientras el automóvil corre a su lado en la carretera.

“Todo el mundo ha escuchado el aumento del tono de una sirena de policía que se aproxima y la disminución brusca del tono a medida que la sirena pasa y retrocede. El efecto surge porque las ondas de sonido llegan más cerca del oído del oyente a medida que se acerca la fuente, y más lejos a medida que retrocede “, escribió la ESA.

Este efecto de sonido fue descrito por primera vez por Christian Andreas Doppler y se llama efecto Doppler. Dado que la luz también emana en longitudes de onda, esto significa que las longitudes de onda pueden estirarse o contraerse juntas dependiendo de la posición relativa de los objetos. Dicho esto, no lo notamos en la escala de la vida diaria porque la luz viaja mucho más rápido que la velocidad del sonido, un millón de veces más rápido, señaló la ESA.

El astrónomo estadounidense Edwin Hubble (de quien recibe su nombre el Telescopio Espacial Hubble) fue el primero en describir el fenómeno del desplazamiento al rojo y atarlo a un universo en expansión. Sus observaciones, reveladas en 1929, mostraron que casi todas las galaxias que observó se están alejando, dijo la NASA.

“Este fenómeno se observó como un desplazamiento al rojo del espectro de una galaxia”, escribió la NASA. “Este desplazamiento al rojo parecía ser más grande para galaxias débiles, probablemente más alejadas. Por lo tanto, mientras más lejos esté una galaxia, más rápido se alejará de la Tierra”.

Las galaxias se están alejando de la Tierra porque el tejido del espacio en sí se está expandiendo. Mientras que las galaxias están en movimiento, la Galaxia de Andrómeda y la Vía Láctea, por ejemplo, están en curso de colisión, hay un fenómeno general de desplazamiento al rojo a medida que el universo crece.

Los términos redshift y blueshift se aplican a cualquier parte del espectro electromagnético, incluidas las ondas de radio, infrarrojo, ultravioleta, rayos X y rayos gamma. Por lo tanto, si las ondas de radio se desplazan hacia la parte infrarroja del espectro, se dice que están desplazadas hacia el rojo – desplazadas hacia las frecuencias más bajas.

El corrimiento al rojo de un objeto se mide examinando las líneas de absorción o emisión en su espectro. Estas líneas son únicas para cada elemento y siempre tienen el mismo espacio.

El desplazamiento al rojo se define como el cambio en la longitud de onda de la luz dividida por la longitud de onda que tendría la luz si la fuente no se estuviera moviendo, llamada longitud de onda restante:

Redshift = (Longitud de onda observada – Longitud de onda de descanso) / (Longitud de onda de descanso)

Tres tipos de desplazamiento al rojo.

Al menos tres tipos de desplazamiento al rojo ocurren en el universo: de la expansión del universo, del movimiento de las galaxias entre sí y del “desplazamiento al rojo gravitacional”, que ocurre cuando la luz se desplaza debido a la gran cantidad de materia dentro de una galaxia.

Este último corrimiento al rojo es el más sutil de los tres, pero en 2011 los científicos pudieron identificarlo en una escala del tamaño del universo. Los astrónomos hicieron un análisis estadístico de un gran catálogo conocido como Sloan Digital Sky Survey y descubrieron que el desplazamiento gravitacional ocurre exactamente en línea con la teoría de la relatividad general de Einstein. Este trabajo fue publicado en un artículo de Nature.

“Tenemos mediciones independientes de las masas agrupadas, por lo que podemos calcular cuál es la expectativa de desplazamiento al rojo gravitacional basado en la relatividad general”, dijo el astrofísico de la Universidad de Copenhague Radek Wojtak en ese momento. “Está de acuerdo exactamente con las medidas de este efecto”.

La primera detección de corrimiento al rojo gravitacional se produjo en 1959, después de que los científicos detectaron que se producía en la luz de rayos gamma que emanaba de un laboratorio en la Tierra. Antes de 2011, también se encontró en el sol y en las enanas blancas cercanas, o las estrellas muertas que permanecen después de que las estrellas del tamaño del sol cesen la fusión nuclear al final de sus vidas.

Answer 2

El desplazamiento al rojo es un fenómeno sorprendente, porque nos demuestra que el universo se está expandiendo, y nos permite decir qué tan lejos y qué tan antiguas son las galaxias más distantes.

La razón de esto es que la parte visible del espectro electromagnético tiene longitudes de onda entre 380 y 750 nanómetros, con el rojo en el extremo más alto. El desplazamiento al rojo es lo que sucede cuando los objetos en el espacio profundo se alejan de nosotros como tal, que estiran las longitudes de onda hacia el extremo rojo del espectro visible. En consecuencia, las galaxias más distantes nos parecen muy rojas, porque toda la luz que proviene de ellas se ha desplazado hacia el extremo rojo del espectro al aumentar las longitudes de onda. Sin embargo, tenga en cuenta que estas galaxias no son y nunca fueron realmente “rojas”; así es como las vemos ahora por las razones mencionadas anteriormente.

La imagen de abajo, cortesía del programa Deep Survey de los Grandes Observatorios Orígenes de la NASA, demuestra perfectamente el desplazamiento al rojo en acción. GN-Z11 es la galaxia más antigua y más lejana descubierta hasta ahora, de ahí su color rojo intenso.

Lo opuesto a corrimiento al rojo es blueshift (aunque, sería más correcto decir violetshift, ya que violeta es en realidad el color con la longitud de onda más corta). Blueshift es exactamente lo que sucedería si el universo se contrajera en lugar de expandirse.

Answer 3

En física, el desplazamiento al rojo ocurre cuando la luz u otra radiación electromagnética de un objeto que se aleja del observador aumenta su longitud de onda, o se desplaza al extremo rojo del espectro. En general, ya sea que la radiación esté o no dentro del espectro visible, “más rojo” significa un aumento en la longitud de onda, equivalente a una frecuencia más baja y una energía de fotones más baja, de acuerdo con, respectivamente, las teorías de onda y cuántica de la luz.

Prácticamente lo mejor explicado por el astrónomo aquí,

Answer 4

Redshift o Blueshift es esencialmente un efecto Doppler que involucra radiación electromagnética en lugar de ondas de sonido. Al igual que el efecto Doppler para el sonido, cuando la fuente de radiación electromagnética (aquí, la luz de la estrella) se aleja o se acerca al observador, la longitud de onda observada se desplaza hacia la luz roja o la longitud de onda de la luz azul. Si la fuente se está alejando del observador, la longitud de onda observada se desplaza hacia la longitud de onda de la luz roja y lo contrario para blueshift. Para medir el desplazamiento al rojo o el desplazamiento del blues, debe tener una longitud de onda de referencia para determinar si hay un movimiento de la fuente. Esto se realiza mediante espectroscopia al examinar las líneas de absorción o emisión en su espectro. Estas líneas son únicas para cada elemento y siempre tienen el mismo espacio. Cuando un objeto en el espacio se acerca o se aleja de nosotros, las líneas se pueden encontrar en diferentes longitudes de onda de donde estarían si el objeto no se moviera (en relación con nosotros).
El desplazamiento al rojo se define como el cambio en la longitud de onda de la luz dividida por la longitud de onda que tendría la luz si la fuente no se estuviera moviendo, llamada longitud de onda restante:
Redshift = (Longitud de onda observada – Longitud de onda de descanso) / (Longitud de onda de descanso)

Sin embargo, tenga en cuenta que si ve una estrella en el cielo y si su luz es azul, no significa necesariamente que la estrella se esté acercando hacia nosotros. Es necesario realizar una espectroscopia para identificar el desplazamiento al rojo o el cambio de blues.

Answer 5

Indican la prevalencia de las frecuencias más bajas contra las frecuencias más altas (desplazamiento al rojo) y viceversa (cambio de blues) en la luz multi- secuencial recibida de una fuente.

El efecto podría deberse a cada una o una combinación de:

1. intensidad de fuente / emisiones intrínsecas,
2. impedancia media / distancia recorrida,
3. interferencia / SNR.

Muestras de espectros de estrellas:

Answer 6

Por el efecto Doppler, la longitud de onda de una onda, tal como la percibe el observador, depende de si la fuente se está moviendo hacia o desde el observador.

Cuando la fuente se aleja, la longitud de onda aparece más larga. Cuando la fuente se acerca, la longitud de onda aparece más corta.

Entonces, si una fuente de luz (por ejemplo, una estrella o galaxia) se está alejando de la Tierra, la luz que emerge de ella tiene una longitud de onda más larga que la que tendría si las dos estuvieran relativamente estacionarias. Y de manera similar, si la fuente de luz se está acercando.

La longitud de onda de la luz roja es más larga que la de la luz azul. Entonces, cuando el efecto Doppler (como se describe anteriormente) hace que la longitud de onda parezca más larga, es como si la luz se “cambiara hacia el rojo”: la luz azul aparece más verde, la luz verde aparece más amarilla, la luz amarilla aparece más roja, etc. lo contrario ocurre cuando la longitud de onda se alarga: todo se “desplaza hacia el azul”.