Efekt Dopplera, stała Hubble’a, rozszerzanie Wszechświata

Efekt Dopplera powstaje wtedy, gdy źródło fali przemieszcza się i na skutek tego częstotliwość fal się zmienia – w zależności od położenia obserwatora i źródła jednocześnie (relatywizm – oczywiście jeśli my będziemy w tej karetce to dźwięk wg nas nie będzie słyszany jako efekt Dopplera, natomiast niewątpliwie osoby z zewnątrz, w zależności od położenia danej osoby silniej lub słabiej, niemniej jednak wciąż bardzo słabo odczuwalne – efekt jest, tak czy siak). Częstotliwość mierzona fali jest inna od częstotliwości emitowanej.

Najłatwiejszym i najpowszechniejszym przykładem tego zjawiska jest jadąca na sygnale karetka pogotowia. Biorąc pod uwagę prędkość fali dźwiękowej (załóżmy 1225 km/h) oraz prędkość samej karetki (załóżmy 100 km/h) różnica w częstotliwości, a więc i w efekcie Dopplera jest słabo odczuwalna przez nasze uszy. Może lepiej byłoby przytoczyć inne przykłady realnego wkładu i użytku z tego zjawiska (chociaż bardziej abstrakcyjne).

Vera Rubin, amerykańska astronom zauważyła, że ruch galaktyk, ich rozmiar oraz kształt wskazują na to, że albo grawitacja jest “dziwna”, albo znajduje się w przestrzeni kosmicznej więcej materii, niż jesteśmy w stanie dostrzec. Po wielu obliczeniach dziwnych i anomaliach, niedowierzaniu w końcu w latach ’80 doszło do naukowych głów, że musi istnieć coś JESZCZE, oprócz materii widzialnej (niestety naukowcy to wciąż w większości zwyczajni, przeciętni ludzie). Nazwano to ciemną materią i energią. Obecnie uważa się, że ciemna energia odpowiedzialna jest za rozszerzanie się Wszechświata…

…które odkrył w 1917 Slipher: wg jego obserwacji 21 na 25 mgławic (wtedy nie wiedzieli, że to galaktyki) oddalało się (te które się oddalały były poza Układem Lokalnym). Slipher jednocześnie odkrył przesunięcie ku czerwieni (odkrył to jeszcze przed 1917 i było to znane paru astronomom – przed samym odkryciem rozszerzającego się Wszechświata, używał go właśnie do pomiaru ruchu mgławic). Hubble z lubością wykorzystał jego obserwacje oraz obliczenia i stąd znamy właśnie tzw., prawo Hubble’a (jej wartość – Link), Wszechświat rozciągający i rozszerzający się niczym balon. Proszę sobie wyobrazić, że światło z określoną prędkością leci ze źródła danego światła i trafia do nas w ciągu, powiedzmy 100 lat (to bardzo mało w kosmicznej skali, ale weźmy liczbę, którą lepiej jesteśmy sobie w stanie uzmysłowić) – w takim razie widzimy dany obiekt takim, jaki był 100 lat temu. Krótko mówiąc, jeśli ktoś mówi nam, że dany obiekt na niebie znajduje się 100 lat świetlnych od nas, to znaczy, że widzimy ten obiekt ze 100 letnim opóźnieniem. Należy pamiętać, że w ciągu tych 100 lat dany obiekt, źródło światła może się przemieścić, poruszyć, oddalić, przybliżyć… w ciągu 100 lat, zanim dotrze do nas światło ukazujące galaktykę, może się oddalić i to właśnie zaobserwował Slipher.

Nie do końca jest tak, że one (galaktyki) się same z siebie poruszają i oddalają się one od nas – bo jakaż to siła miałaby je oddalać? Obiekty nie poruszają się “bez powodu”! Musi być akcja, żeby była reakcja. Naukowcy doszli do wniosku, że Wszechświat musi się rozszerzać i na skutek rozszerzającej się przestrzeni fal elektromagnetycznych następuje efekt Dopplera – również fale się rozszerzają i ich “gęstość”(ze względu na rozszerzalność przestrzeni myślę, że to bardziej adekwatne określenie), częstotliwość ulega zniekształceniu (nie tylko źródło się oddala/przybliża, ale same fale uczestniczą w ekspansji Wszechświata). Ze względu właśnie na nieco inną naturę przyczyny tego mechanizmu konkretyzujemy i nazywamy ten efekt relatywistycznym efektem Dopplera (również w nim należy wziąć pod uwagę dylatację czasu – na przykład; relatywistyczny efekt Dopplera opisujemy również przy innych zjawiskach – wszystkie muszą jednak zachodzić dla fal elektromagnetycznych, bo też ten efekt ich tylko dotyczy). Poza tym, ze względu na to, że spektrum fal elektromagnetycznych odbieramy, jako kolory: w zależności od częstotliwości fali elektromagnetycznej im jest mniejsza tym bardziej czerwony kolor się wydaje, natomiast im większa, tym nasze oczy odbierają kolor jako bardziej fioletowy. Stąd się właśnie wzięła nazwa przesunięcie ku czerwieni, dowód na rozszerzanie się Wszechświata.

Absolutnie nie należy zapominać o przesunięciu ku fioletowi, które oczywiście w przyrodzie występuje i analogicznie do przesunięcia ku czerwieni jest to zwiększenie jej częstotliwości na skutek przybliżania się obiektu do obserwatora. Jednym z takich zaobserwowanych obiektów jest Galaktyka Andromedy, która w przyszłości się zderzy z naszą, Galaktyką Drogi Mlecznej.

Poszukując potrzebnych materiałów znalazłam ciekawy artykuł: Link. Przepis na to, jak stwierdzić, że dana teza jest nieprawdziwa, po czym dokładnie ją opisać 🙂 Pamiętajcie, jeśli czegoś nie rozumiecie, jeśli mózg Was boli i paruje, nie poddawajcie się. Naprawdę wiele zjawisk, pozornie dla ludzkiego umysłu absurdalnych, jest sprawdzona i używana w technologii.

Advertisements

2 thoughts on “Efekt Dopplera, stała Hubble’a, rozszerzanie Wszechświata

  1. Czytałem, że rozszerzalność wszechświata opisuje parametr “omega” i gdy omega jest większa niż 1 to znaczy że wszechświat rozszerza się, a gdy mniejsza to się kurczy. Parę lat temu przeczytałem, że omega jest obecnie większa niż 1, ale szybkość rozszerzania się wszechświata spada. Czy tak jest? Pozdrawiam 🙂

    Like

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s