天文学中的红移现象

说起红移，相信很多的人还是比较陌生的，其实当时间开始出现波动的时候，波长变长，频率降低，这就是红移，而天体的移动及规律的预测都离不开对红移现象的研究。红移最初是在人们非常熟悉的可见光波段被发现的，而随着人们对电磁波谱各个波段的了解不断地深入，使得任何电磁辐射的波长增加都可以被称为红移现象。对于波长较短的紫外线等这些波段，波长的确是波谱向红光移动的结果。

而对于红外线微波以及无线电波这些波长较长的波段来说，它们波长的增加实际上是在不断的远离红光波段。但是这种现象还是被定义为红移。当观测者站在离光源较远的运动距离时，观测者所看到的电磁波谱就会出现红移的情况。这和声波因为多普勒效应而出现频率变化非常类似，其实这样的红移现象在我们的日常生活当中也有很多应用，就比如说多普勒雷达、雷达枪等等。从分光学的角度来讲，多普勒红移多用来测量天体的运动，这种多普勒红移最早是在19世纪被预测并且观察到的，当时的科学家断定光的本质就是一种波。

被用于解释遥远的星系和类星体的还有一种红移机制。这种红移机制主要是在星系间的气体云的光谱中所观察到的一种红移现象。红移的增加比例与距离是成正比的，这层关系为宇宙在膨胀的观点提供了非常有力的支持。就比如说大爆炸宇宙模型，这个主题开始于19世纪，天文学家在对波动力学的现象进行探索的时候，总结出了卜勒效应。之后1842年，有天文学家对这种现象提出了科学的物理方面的解释，这种效应至今为止还在被应用着。卜勒效应当中有一个非常有名的预言，那就是恒星的颜色不同，最根本的原因是因为这些恒星相对于地球的运动速度不同，虽然这个推论最后被推翻了，但是这也是天文学研究领域的一次重大的跨越。

恒星之所以会呈现出不同的颜色，其实是因为恒星的温度不同，而并不是它们相对于地球的运动速度不同而造成的。在1912年，天文学家在进行天体研究的时候，发现绝大多数的螺旋星云都有着不可忽视的红移，随后，直到有科学家发现星云的红移和距离有关联性，也就是哈勃定律的诞生，才进一步推动了红移定律的发展。宇宙膨胀大霹雳理论的建立离不开这些观点的诞生以及发展。

拿一个光子在真空中传播的事例来讲，一个光子在真空中传播可以产生多种红移机制，机制的产生都和多普勒红移现象非常类似。都是波长与波段在红移现象当中的自由转换，而且这些机制会分别使用伽利略、洛伦茨或者是相对论转化，在各个参考的架构之间来回地进行比较。