डॉपलर प्रभाव के बारे में जानें

खगोलविदों ने उन्हें समझने के लिए दूर की वस्तुओं से प्रकाश का अध्ययन किया। प्रकाश प्रति सेकंड 299,000 किलोमीटर की दूरी पर अंतरिक्ष से गुजरता है, और इसका मार्ग गुरुत्वाकर्षण द्वारा विक्षेपित होने के साथ-साथ ब्रह्मांड में सामग्री के बादलों द्वारा अवशोषित और बिखरा हुआ हो सकता है। खगोलविद ग्रहों के प्रकाश और उनके चंद्रमाओं से लेकर ब्रह्मांड में सबसे दूर की वस्तुओं तक हर चीज का अध्ययन करने के लिए प्रकाश के कई गुणों का उपयोग करते हैं।

एक उपकरण जो वे उपयोग करते हैं वह डॉपलर प्रभाव है। यह किसी वस्तु से उत्सर्जित विकिरण की आवृत्ति या तरंग दैर्ध्य में एक बदलाव है क्योंकि यह अंतरिक्ष से गुजरता है। इसका नाम ऑस्ट्रियाई भौतिक विज्ञानी क्रिश्चियन डॉपलर के नाम पर है जिन्होंने पहली बार 1842 में इसका प्रस्ताव रखा था।

डॉपलर प्रभाव कैसे काम करता है? यदि विकिरण का स्रोत है, तो कहो सितारा, पृथ्वी पर एक खगोलशास्त्री की ओर बढ़ रहा है (उदाहरण के लिए), तो उसके विकिरण की तरंग दैर्ध्य कम (उच्च आवृत्ति, और इसलिए उच्च ऊर्जा) दिखाई देगी। दूसरी ओर, यदि वस्तु पर्यवेक्षक से दूर जा रही है तो तरंगदैर्ध्य अधिक (कम आवृत्ति, और कम ऊर्जा) दिखाई देगी। जब आप एक ट्रेन सीटी या एक पुलिस मोहिनी के रूप में सुना है, तो आप शायद इस आशय का एक संस्करण अनुभव कर चुके हैं क्योंकि यह आपके पास से गुजरते ही पिच को बदल देता है और दूर चला जाता है।

डॉपलर प्रभाव पुलिस रडार के रूप में ऐसी प्रौद्योगिकियों के पीछे है, जहां "रडार बंदूक" एक ज्ञात तरंग दैर्ध्य के प्रकाश का उत्सर्जन करता है। फिर, वह रडार "प्रकाश" एक चलती कार से उछलता है और वापस यंत्र की ओर जाता है। वाहन की गति की गणना करने के लिए तरंग दैर्ध्य में परिणामी पारी का उपयोग किया जाता है। (नोट: यह वास्तव में एक डबल शिफ्ट है क्योंकि चलती कार पहले पर्यवेक्षक के रूप में कार्य करती है और एक शिफ्ट का अनुभव करती है, फिर एक चलते हुए स्रोत के रूप में प्रकाश को वापस कार्यालय में भेजा जाता है, जिससे तरंग दैर्ध्य एक दूसरे में स्थानांतरित हो जाता है समय।)

जब कोई ऑब्जेक्ट ऑब्जर्वर से हट रहा होता है (यानी दूर जा रहा होता है), तो उत्सर्जित होने वाले विकिरण की चोटियों को दूर रखा जाएगा, बजाए इसके कि अगर स्रोत ऑब्जेक्ट स्थिर होगा। इसका परिणाम यह होता है कि प्रकाश की तरंग दैर्ध्य अधिक लंबे समय तक दिखाई देती है। खगोलविदों का कहना है कि यह स्पेक्ट्रम के "लाल रंग में स्थानांतरित" है।

एक ही प्रभाव विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के सभी बैंडों पर लागू होता है, जैसे कि रेडियो, एक्स-रे या गामा किरणें. हालांकि, ऑप्टिकल माप सबसे आम हैं और "रेडशिफ्ट" शब्द का स्रोत हैं। जितनी जल्दी स्रोत पर्यवेक्षक से दूर चला जाता है, उतना ही अधिक होता है लाल शिफ्ट. एक ऊर्जा दृष्टिकोण से, अब तरंग दैर्ध्य कम ऊर्जा विकिरण के अनुरूप होते हैं।

इसके विपरीत, जब विकिरण का एक स्रोत एक पर्यवेक्षक के पास आ रहा है, तो प्रकाश की तरंग दैर्ध्य एक साथ दिखाई देते हैं, प्रभावी रूप से प्रकाश की तरंग दैर्ध्य को छोटा करते हैं। (फिर से, छोटी तरंग दैर्ध्य का अर्थ है उच्च आवृत्ति और इसलिए उच्च ऊर्जा।) स्पेक्ट्रोस्कोपिक रूप से, उत्सर्जन लाइनें ऑप्टिकल स्पेक्ट्रम के नीले पक्ष की ओर स्थानांतरित हो जाएंगी, इसलिए नाम नीले रंग की पारी.

रेडशिफ्ट की तरह, प्रभाव इलेक्ट्रोमैग्नेटिक स्पेक्ट्रम के अन्य बैंड पर लागू होता है, लेकिन प्रभाव सबसे अधिक होता है ऑप्टिकल लाइट से निपटने के दौरान अक्सर चर्चा की जाती है, हालांकि खगोल विज्ञान के कुछ क्षेत्रों में यह निश्चित रूप से नहीं है मामला।

डॉपलर शिफ्ट के प्रयोग से खगोल विज्ञान में कुछ महत्वपूर्ण खोजें हुई हैं। 1900 के दशक की शुरुआत में, यह माना जाता था कि ए ब्रम्हांड स्थिर था। वास्तव में, यह नेतृत्व किया अल्बर्ट आइंस्टीन अपने प्रसिद्ध फील्ड समीकरण को जोड़ने के लिए अपने विस्तार के द्वारा "विस्तार" (या संकुचन) को रद्द कर दिया गया था जिसकी भविष्यवाणी की गई थी। विशेष रूप से, यह एक बार माना जाता था कि का "किनारा" आकाशगंगा स्थिर ब्रह्मांड की सीमा का प्रतिनिधित्व किया।

फिर, एडविन हबल पाया कि तथाकथित "सर्पिल नेबुला" जो दशकों से खगोल विज्ञान से ग्रस्त था नहीं सब पर नीहारिका। वे वास्तव में अन्य आकाशगंगाएं थीं। यह एक अद्भुत खोज थी और उन्होंने खगोलविदों को बताया कि द ब्रम्हांड जितना वे जानते थे उससे कहीं अधिक बड़ा है।

हबल तब डॉपलर शिफ्ट को मापने के लिए आगे बढ़ा, विशेष रूप से इन आकाशगंगाओं के पुनर्वितरण का पता लगाने के लिए। उसने पाया कि एक आकाशगंगा जितनी दूर है, उतनी ही तेज़ी से उसका पुनरावर्तन होता है। इसके चलते अब यह प्रसिद्ध हो गया हबल का नियम, जो कहता है कि किसी वस्तु की दूरी मंदी की गति के समानुपाती होती है।

इस रहस्योद्घाटन ने आइंस्टीन को यह लिखने के लिए प्रेरित किया उनके क्षेत्र समीकरण के लिए ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक के अलावा उनके करियर की सबसे बड़ी गड़बड़ी थी। दिलचस्प है, हालांकि, कुछ शोधकर्ता अब स्थिरांक रख रहे हैं वापस में सामान्य सापेक्षता.

जैसा कि यह पता चलता है कि हबल का कानून एक बिंदु तक ही सही है क्योंकि पिछले कुछ दशकों में हुए शोध में पाया गया है कि दूर की आकाशगंगाएँ भविष्यवाणी की तुलना में अधिक तेज़ी से पुनरावृत्ति कर रहे हैं। इसका तात्पर्य है कि ब्रह्मांड का विस्तार तेज हो रहा है। इसका कारण एक रहस्य है, और वैज्ञानिकों ने इस त्वरण के प्रेरक बल को डब किया है काली ऊर्जा. वे इसके लिए आइंस्टीन क्षेत्र समीकरण में एक ब्रह्मांडीय स्थिरांक के रूप में खाते हैं (हालांकि यह आइंस्टीन के निर्माण की तुलना में एक अलग रूप है)।

ब्रह्मांड के विस्तार को मापने के अलावा, डॉपलर प्रभाव का उपयोग घर के करीब चीजों की गति को मॉडल करने के लिए किया जा सकता है; अर्थात् की गतिशीलता मिल्की वे आकाश गंगा.

सितारों और उनकी रिडशिफ्ट या ब्लूशिफ्ट की दूरी को मापकर, खगोलविद मैप करने में सक्षम हैं हमारी आकाशगंगा की गति और हमारी आकाशगंगा को प्रेक्षक की तरह दिखने वाली तस्वीर मिल सकती है ब्रम्हांड।

डॉपलर प्रभाव वैज्ञानिकों को चर सितारों के स्पंदनों को मापने की अनुमति देता है, साथ ही साथ सापेक्ष जेट जेट के अंदर अविश्वसनीय वेग से यात्रा करने वाले कणों की गतियाँ से सुपरमैसिव ब्लैक होल.

द्वारा संपादित और अद्यतन कैरोलिन कोलिन्स पीटरसन।