दृश्यमान प्रकाश स्पेक्ट्रम।
(छवि: © नासा।)
रेडशिफ्ट और ब्लूशिफ्ट वर्णन करते हैं कि कैसे अंतरिक्ष में वस्तुओं (जैसे सितारों या आकाशगंगाओं) के रूप में छोटी या लंबी तरंग दैर्ध्य की ओर प्रकाश स्थानांतरित होता है, हमसे दूर या दूर चला जाता है। ब्रह्मांड के विस्तार को बढ़ावा देने के लिए अवधारणा महत्वपूर्ण है।
दृश्यमान प्रकाश रंगों का एक स्पेक्ट्रम है, जो किसी को भी जिसने इंद्रधनुष देखा है, के लिए स्पष्ट है। जब कोई वस्तु हमसे दूर जाती है, तो प्रकाश को स्पेक्ट्रम के लाल सिरे पर स्थानांतरित कर दिया जाता है, क्योंकि इसकी तरंगदैर्घ्य लंबी हो जाती है। यदि कोई वस्तु करीब जाती है, तो प्रकाश स्पेक्ट्रम के नीले सिरे की ओर बढ़ता है, क्योंकि इसकी तरंग दैर्ध्य कम हो जाती है।
इसे और अधिक स्पष्ट रूप से सोचने के लिए, यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी सुझाव देती है, अपने आप को एक पुलिस सायरन सुनने की कल्पना करें क्योंकि कार आपके द्वारा सड़क पर जाती है।
"सभी ने एक पुलिस वाले सायरन की बढ़ी हुई पिच और पिच में तेज कमी के बारे में सुना है क्योंकि सायरन गुजरता है और पीछे हटता है। यह प्रभाव इसलिए पैदा होता है क्योंकि ध्वनि तरंगें श्रोता के कान के पास पहुंचती हैं क्योंकि स्रोत करीब आता है, और इसके अलावा आगे भी। ईएसए ने लिखा है।
ध्वनि और प्रकाश
इस ध्वनि प्रभाव को सबसे पहले 1800 के दशक में क्रिश्चियन एंड्रियास डॉपलर द्वारा वर्णित किया गया था और इसे डॉपलर प्रभाव कहा जाता है। चूंकि प्रकाश भी तरंग दैर्ध्य में निकलता है, इसका मतलब है कि तरंग दैर्ध्य वस्तुओं की सापेक्ष स्थिति के आधार पर एक साथ खिंचाव या क्रंच कर सकते हैं। उस ने कहा, हम इसे दैनिक-जीवन-आकार के पैमाने पर नहीं देखते हैं क्योंकि प्रकाश ध्वनि की गति की तुलना में बहुत तेज यात्रा करता है - एक लाख गुना तेज, ईएसए ने उल्लेख किया।
अमेरिकी खगोल विज्ञानी एडविन हबल (हबल स्पेस टेलीस्कोप का नाम किसके नाम पर रखा गया है) ने सबसे पहले रेडशिफ्ट घटना का वर्णन किया था और इसे एक विस्तारित ब्रह्मांड में बाँधा था। नासा ने कहा कि 1929 में प्रकट हुई उनकी टिप्पणियों से पता चला कि लगभग सभी आकाशगंगाएं दूर जा रही हैं।
"इस घटना को एक आकाशगंगा के स्पेक्ट्रम के लाल रंग के रूप में देखा गया," नासा ने लिखा। "यह लाल रंग बेहोश करने के लिए बड़ा प्रतीत होता है, संभवत: आगे, आकाशगंगाओं। इसलिए, एक आकाशगंगा जितनी दूर होगी, पृथ्वी से उतनी ही तेजी से पुनरावृत्ति हो रही है।"
आकाशगंगाएँ पृथ्वी से दूर जा रही हैं क्योंकि अंतरिक्ष के कपड़े का विस्तार हो रहा है। जबकि आकाशगंगाएँ स्वयं चल रही हैं - एंड्रोमेडा गैलेक्सी और मिल्की वे, उदाहरण के लिए, टकराव के पाठ्यक्रम पर हैं - ब्रह्मांड के बड़े होते ही रेडशिफ्ट होने की एक समग्र घटना है।
रेडियो तरंगों, अवरक्त, पराबैंगनी, एक्स-रे और गामा किरणों सहित विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के किसी भी हिस्से पर रेडशिफ्ट और ब्लूशिफ्ट लागू होते हैं। इसलिए, अगर रेडियो तरंगों को स्पेक्ट्रम के पराबैंगनी भाग में स्थानांतरित किया जाता है, तो उन्हें नीले रंग का कहा जाता है, या उच्च आवृत्तियों की ओर स्थानांतरित किया जाता है। गामा किरणों को रेडियो तरंगों में स्थानांतरित करने का मतलब होगा कम आवृत्ति, या एक रेडशिफ्ट के लिए एक बदलाव।
किसी वस्तु का रेडशिफ्ट उसके स्पेक्ट्रम में अवशोषण या उत्सर्जन लाइनों की जांच करके मापा जाता है। ये रेखाएं प्रत्येक तत्व के लिए अद्वितीय हैं और हमेशा एक ही रिक्ति होती हैं। जब अंतरिक्ष में कोई वस्तु हमसे दूर जाती है या दूर जाती है, तो लाइनों को विभिन्न तरंग दैर्ध्य में पाया जा सकता है, जहां वे वस्तु नहीं चल रही होती है (हमारे सापेक्ष)। [संबंधित: अपनी खुद की स्पेक्ट्रोस्कोप बनाओ]
Redshift को तरंग दैर्ध्य द्वारा विभाजित प्रकाश की तरंग दैर्ध्य में परिवर्तन के रूप में परिभाषित किया गया है, यदि स्रोत नहीं चल रहा था तो प्रकाश होगा - शेष तरंगदैर्घ्य कहा जाता है:
तीन प्रकार के रेडशिफ्ट
ब्रह्मांड में कम से कम तीन प्रकार के रेडशिफ्ट होते हैं - ब्रह्मांड के विस्तार से, एक दूसरे के सापेक्ष आकाशगंगाओं के आंदोलन से और "गुरुत्वाकर्षण रेडशिफ्ट" से, जो तब होता है जब आकाशगंगा के अंदर भारी मात्रा में पदार्थ के कारण प्रकाश स्थानांतरित हो जाता है।
यह बाद वाला रेडशिफ्ट तीनों का सबलेट है, लेकिन 2011 में वैज्ञानिक इसे ब्रह्मांड के आकार के पैमाने पर पहचानने में सक्षम थे। खगोलविदों ने स्लोअन डिजिटल स्काई सर्वे नामक एक बड़े कैटलॉग का सांख्यिकीय विश्लेषण किया, और पाया कि गुरुत्वाकर्षण का रेडशिफ्ट होता है - बिल्कुल आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत के अनुरूप। यह काम एक नेचर पेपर में प्रकाशित हुआ था।
"हमारे पास क्लस्टर जनता का स्वतंत्र माप है, इसलिए हम गणना कर सकते हैं कि सामान्य सापेक्षता के आधार पर गुरुत्वाकर्षण पुनर्वितरण की उम्मीद क्या है," यूनिवर्सिटी ऑफ कोपेनहेगन एस्ट्रोफिजिसिस्ट राडेक वोज्टक ने उस समय कहा था। "यह इस आशय के मापन से बिल्कुल सहमत है।"
1959 में गुरुत्वाकर्षण रेडशिफ्ट का पहला पता लगा, वैज्ञानिकों ने इसका पता लगाने के बाद पृथ्वी स्थित लैब से निकलने वाले गामा-रे प्रकाश में पाया। 2011 से पहले, यह सूरज और आस-पास के सफेद बौनों में पाया जाता था, या मृत तारे जो सूर्य के आकार के सितारों के बाद बने रहते हैं, उनके जीवन में देर से परमाणु संलयन होता है।
रेडशिफ्ट के उल्लेखनीय उपयोग
Redshift खगोलविदों को दूर की वस्तुओं की दूरी की तुलना करने में मदद करता है। 2011 में, वैज्ञानिकों ने घोषणा की कि उन्होंने सबसे दूर की वस्तु को देखा है - जीआरबी 090429B नामक एक गामा-किरण फट, जो एक विस्फोट स्टार से निकला। उस समय, वैज्ञानिकों ने अनुमान लगाया कि विस्फोट 13.14 अरब साल पहले हुआ था। तुलनात्मक रूप से, बिग बैंग 13.8 बिलियन साल पहले हुआ था।
सबसे दूर की जानी मानी आकाशगंगा GN-z11 है। 2016 में, हबल स्पेस टेलीस्कोप ने निर्धारित किया कि यह बिग बैंग के कुछ सौ मिलियन साल बाद अस्तित्व में था। ब्रह्मांड के विस्तार से इसका प्रकाश कितना प्रभावित हुआ था, यह देखने के लिए वैज्ञानिकों ने जीएन-जेड 11 के रेडशिफ्ट को मापा। जीएन-जेड 11 की रीडशिफ्ट 11.1 थी, जो आकाशगंगा ईजीएसवाई 8 पी 7 से मापा गया 8.68 के अगले उच्चतम रेडशिफ्ट से बहुत अधिक थी।
ब्रह्मांड को बड़े पैमाने पर कैसे संरचित किया जाता है, यह मापने के लिए वैज्ञानिक रेडशिफ्ट का उपयोग कर सकते हैं। इसका एक उदाहरण हरक्यूलिस-कोरोना बोरेलिस ग्रेट वॉल है; प्रकाश को संरचना के पार जाने में लगभग 10 बिलियन वर्ष लगते हैं। स्लोअन डिजिटल स्काई सर्वे एक चलित रेडशिफ्ट प्रोजेक्ट है जो कई मिलियन ऑब्जेक्ट्स की रेडशिफ्ट्स को मापने की कोशिश कर रहा है। पहला Redshift सर्वेक्षण CfA RedShift सर्वेक्षण था, जिसने 1982 में अपना पहला डेटा संग्रह पूरा किया।
अनुसंधान का एक उभरता हुआ क्षेत्र गुरुत्वाकर्षण तरंगों से रेडशिफ्ट सूचना निकालने का तरीका बताता है, जो अंतरिक्ष-समय में गड़बड़ी होती है जो तब होती है जब एक बड़े पैमाने पर शरीर को त्वरित या परेशान किया जाता है। (आइंस्टीन ने पहली बार 1916 में गुरुत्वाकर्षण तरंगों के अस्तित्व का सुझाव दिया था और लेजर इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेशनल-वेव ऑब्जर्वेटरी (LIGO) ने पहली बार उन्हें 2016 में सीधे पता लगाया था)। क्योंकि गुरुत्वाकर्षण तरंगें एक संकेत लेती हैं जो उनके पुनर्वितरित द्रव्यमान को दिखाती है, जिसमें से लाल रंग को निकालने से कुछ गणना और अनुमान की आवश्यकता होती है, जो कि पीयर-रिव्यूड जर्नल फिजिकल रिव्यू एक्स के 2014 के एक लेख के अनुसार है।
संपादक की टिप्पणी: यह लेख एक सुधार को दर्शाने के लिए 7 अगस्त, 2019 को अपडेट किया गया था। स्पेक्ट्रम के पराबैंगनी भाग में स्थानांतरित होने वाली रेडियो तरंगों को नीला कर दिया जाता है, पुनर्वितरित नहीं।
