Номер 3, страница 401 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

3. С помощью какого эффекта объясняют красное смещение в спектрах галак-тик?

3. С помощью какого эффекта объясняют красное смещение в спектрах галактик?

Красное смещение в спектрах галактик объясняется эффектом Доплера. Этот эффект заключается в изменении частоты и, соответственно, длины волны излучения, которое регистрируется приёмником, из-за относительного движения источника и приёмника.

Когда источник электромагнитного излучения, например, галактика, удаляется от наблюдателя на Земле, длина волны света, который мы от неё получаем, увеличивается. В видимой части электромагнитного спектра это приводит к смещению спектральных линий в сторону длинноволнового (красного) конца спектра. Это явление и получило название «красное смещение». Если бы галактика приближалась к нам, мы бы наблюдали «синее смещение» — сдвиг спектральных линий в сторону коротких волн.

В начале XX века астроном Весто Слайфер, а затем и Эдвин Хаббл обнаружили, что почти все галактики демонстрируют красное смещение, что указывает на их удаление от нас. Более того, Хаббл установил, что скорость удаления галактики пропорциональна расстоянию до неё (закон Хаббла). Это стало фундаментальным наблюдательным доказательством расширения Вселенной.

Красное смещение ($z$) количественно определяется как относительное изменение длины волны: $z = \frac{\lambda_{набл} - \lambda_{покоя}}{\lambda_{покоя}}$ где $\lambda_{набл}$ — это длина волны, которую наблюдают, а $\lambda_{покоя}$ — это длина волны, испущенная источником.

Для скоростей удаления $v$, которые намного меньше скорости света $c$, красное смещение можно связать со скоростью через простую формулу Доплера: $z \approx \frac{v}{c}$

Стоит отметить, что для очень далёких объектов красное смещение правильнее рассматривать не как простое следствие их скорости в пространстве, а как космологическое красное смещение. Оно возникает из-за того, что само пространство Вселенной расширяется, пока свет от галактики летит к нам. Это расширение «растягивает» длину волны света.

Ответ: Красное смещение в спектрах галактик объясняют эффектом Доплера. Для далёких галактик это явление является проявлением космологического красного смещения, вызванного расширением Вселенной.