Rødforskydning

Grundbeskrivelse

Lys kan beskrives som bølger, hvor de forskellige farver skyldes forskel i bølgelængde. Når et objekt, der udsender lys (eller lyd, som også er en form for bølger), er i bevægelse, ændres bølgelængden.

Rødforskydning forekommer, når lyskilden fjerner sig fra iagttageren, og blåforskydning, når den nærmer sig. (Aleš Tošovský, Wikimedia Commons)

Bagved bliver bølgerne 'strakt ud', fordi objektet har bevæget sig mellem udsendelsen af to bølgetoppe, så bølgelængden bliver længere. Foran bliver bølgelængden kortere, fordi den første udsendte bølge bliver indhentet lidt før, næste bølge udsendes, så der er kortere mellem to bølgetoppe. Det samme gør sig gældende, hvis det er modtageren (f.eks. ens øre), der bevæger sig. Dette fænomen kaldes for Dopplereffekten og kan høres på f.eks. ambulancens sirene, når den kører fordi. Det lyder som om, tonehøjden ændres.

Uddybende beskrivelse

Rødt lys har den længste bølgelængde af alle farverne der er repræsenteret i synligt lys. Rødforskydning finder sted, når bølgelængden bliver længere ved at blive 'forskudt' mod det røde. På lignende vis kaldes det blåforskydning, når bølgelængden bliver kortere.

De udsendte spektrallinjer øverst forskydes mod rødt til de modtagne linjer nederst når lyskilden fjerner sig. (Harold T. Stokes, Wikimedia Commons)

Kosmisk rødforskydning er lidt anderledes end den klassiske Dopplereffekt, for her skyldes den ikke, at afsender eller modtager bevæger sig, men derimod at selve rummet, som bølgen bevæger sig i, udvider sig. Det lys, der når os fra andre stjerner, er undervejs blivet 'strakt', når rummet udvides, så bølgelængden er blevet længere, når det når os. Det vil sige, at en absorptionslinje (se spektre) har rykket sig i spektret, så den ikke er direkte sammenlignelig med målingerne af identiske spektrallinjer på Jorden. Astronomer må så kigge på hele spektret og genkende sæt af linjer, da de vil have den samme indbyrdes afstand (alle linjer bliver forskudt lige meget).

Jo længere lyset har været undervejs, jo mere forskudt er bølgelængden blevet. Da det kan være svært at bestemme afstande til astronomiske objekter, vælger man tit at angive et objekts rødforskydning i stedet. Jo højere en rødforskydning, jo længere væk er det objekt, der har udsendt strålingen. Rødforskydningen z er givet ud fra forskellen på den udsendte og den modtagne bølgelængde \(\lambda\) efter formlen:

\[ z = {{\lambda_{modtaget} - \lambda_{udsendt}} \over \lambda_{udsendt}} \]

Lys fra Jorden har z=0. Det lys, vi modtager, der har den højeste rødforskydning er den kosmiske baggrundsstråling. Man mener, at det har en rødforskydning på ca. z=1100.

Når astronomer bruger rødforskydning til at bestemme, hvor langt væk et objekt er, skal de kunne adskille den rødforskydning, der kommer fra objektets egen bevægelse. Det kan være svært at se, om et objekt er langt væk fra os, eller bare bevæger sig hurtigt væk fra os, uden at det skyldes universets udvidelse.

Mette Friis