普通天文學/多普勒效應

多普勒效應或多普勒頻移描述了一種現象，即從接近觀察者的物體發射的輻射能量的波長向更短的波長移動，而當發射物體遠離觀察者時，波長移動到更長的值。這發生在任何形式的以波形式發射的任何能量中，包括聲音和光。聲音以不同於電磁能量的方式傳播，但效果是類似的。

對於運動物體的聲響，例如火車，接近的火車喇叭的聲音一開始聽起來像嗡嗡聲，越來越響，直到它從你身邊經過，然後以較低的音調逐漸消失。這是因為你聽到的波長在火車前方被壓縮，然後在它經過時被拉長。當波長較短（靠近你）時，波長的頻率會更大，音調更高。當波長較長時，情況正好相反；頻率會更小，這是一種隨著火車經過你，遠離你，而迅速變化為較低音調的效果。這同樣適用於光波，就可見光而言。接近的物體向更短的波長移動被稱為藍移。而遠離的物體的光具有更長的波長，這些波長被稱為紅移。如下圖所示，如果你從望遠鏡向外看，你可以看到紅移向外傳播到一個物體，在這種情況下是看不見的行星。然後是藍移波長，它們從看不見的行星返回望遠鏡。

透過多普勒效應檢測到的恆星相對於太陽的運動速度，可以為太陽在銀河系中的運動提供線索，以及有關恆星、星團和星際氣體雲運動的其他資訊。雙星（兩顆繞共同重心旋轉的恆星）的相對運動可以透過它們光線的變化來檢測，事實上，甚至一些無法作為獨立恆星看到的雙星，它們的雙星性質也是透過它們組合光譜的變化來確定的。

由於聲波和光波都具有紅移和藍移，埃德溫·哈勃能夠利用多普勒效應發現我們的鄰近星系正在遠離銀河系。這導致了他宇宙正在膨脹的結論。紅移，更準確地說是宇宙紅移，因為它對宇宙學（研究宇宙起源和演化）具有重要意義。當科學家意識到他們可以將速度新增到哈勃的方程中時，他們甚至可以更深入地探索宇宙。使用移位光譜，他們現在可以根據這些觀測結果找到距離。