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，即從一個向觀察者移動的物體發出的輻射能量的波長會向更短的波長移動，而當發射物體遠離觀察者時，波長會向更長的波長移動。這發生在任何以波的形式發射的能量中，包括聲音和光。聲音以不同於電磁能量的方式傳播，但其效果是類似的。

對於像火車這樣的移動物體的聲響，火車鳴笛的波長在火車靠近你時會聽起來像嗡嗡聲，一開始會越來越響，直到它經過你，然後以更低的音調逐漸消失。那是因為你聽到的波長在火車前方被壓縮，然後在火車經過時被拉長。當波長較短（更靠近你）時，波長的頻率會更大，音調更高。相反的情況發生在波長較長時；頻率會更小，這是一種隨著火車經過你而快速變化為更低音調的效果，遠離你。這對於可見光來說也適用於光波。靠近的物體向更短的波長移動被稱為藍移。而遠離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遞到一個物體，或者在這種情況下是一個看不見的行星。然後是來自看不見的行星的藍移波長，它們返回望遠鏡。

透過多普勒效應檢測到的恆星相對於太陽的運動速度，可以揭示太陽在銀河系中的運動，以及其他關於恆星、星團和星際氣體雲運動的資訊。雙星（兩顆圍繞共同重心執行的恆星）的相對運動可以透過它們的光度變化來檢測，事實上，甚至一些無法作為獨立恆星看到的雙星，也因其組合光譜的變化而得知其雙星性質。

由於聲音和光波都有紅移和藍移，埃德溫·哈勃能夠利用多普勒效應發現我們附近的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，更確切地說被稱為宇宙紅移，因為它對宇宙學有影響；宇宙學研究宇宙的起源和演化。當科學家意識到他們可以在哈勃的方程中新增速度時，他們甚至可以更深入地發現更多宇宙。利用頻移譜，他們現在可以根據這些觀測來確定距離。