врска=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6a/Redshift.svg/170px-Redshift.svg.png|мини| Впивни линии во видливиот спектар на суперјато од далечни галаксии (десно), во споредба со впивните линии во видливиот спектар на Сонцето (лево). Стрелките укажуваат на црвеното поместување. Брановата должина се зголемува кон црвено и понатаму (честотата се намалува).

Црвено поместување — зголемување на брановата должина и соодветно намалување на честотата и енергијата на фотонот на електромагнетното зрачење (светлината). Спротивната промена, како што би било намалувањето на брановата должина и истовременото зголемување на честотата и енергијата, е позната како негативно црвено поместување или сино поместување. Овие поими потекнуваат од боите црвена и сина кои се всушност крајните бои на видливиот светлосен спектар.

Во астрономијата и космологијата, трите главни причини за електромагнетното поместување кон црвено се:

Зрачењето патува помеѓу тела кои се оддалечуваат („релативистичко“ црвено поместување, пример за релативистичкиот Доплеров ефект) Зрачењето патува кон тело во послаб гравитациски потенцијал, односно кон тело во послабо закривено (порамно) простор-време (гравитациско црвено поместување ) Зрачењето патува низ просторот што се шири (космолошко црвено поместување). Набљудувањето според кое сите извори на светлина кои се на доволно големи растојанија од Земјата и за нив е одлика да имаат црвено поместување што одговара на нивното растојание од Земјата е познато како Хаблов закон.

Релативистичките, гравитациските и космолошките црвени поместувања може да се разберат како составен дел од законите за трансформација на појдовните системи. Гравитациските бранови, кои исто така се движат со брзина на светлината, подлежат на слични промени при црвено поместување.

Примери за изразито црвено поместување гама-зраците восприемени како рендгенско зрачње, или пак оригиналната видлива светлина е восприемена како радио бранови. Посуптилни црвени поместувања се забележани во спектроскопските набљудувања на астрономските тела и нашле примена во овоземните технологии како што се Доплеровите радари и радарските пиштоли.

Постојат и други физички процеси кои можат да доведат до промена на честотата на електромагнетното зрачење, како што се расејувањето и оптичките ефекти ; сепак, овие промени се поразлични од (астрономското) црвено поместување и од оваа причина не се именувани како црвени поместувања (Погледајте физичка оптика и пренос на зрачење).

Големината на црвеното поместување честопати се означува со буквата z, што одговара на делумната промена на брановата должина (позитивна за црвени поместувања, негативна за сини поместувања), и е поврзана со соодносот на брановата должина 1 + z (што пак е >1 за црвени поместувања, <1 за сини поместувања ).

Историја Историјата на оваа тематика започнува со развојот на брановата механика во век и со истражувањето на појавите кои се поврзани со Доплеровиот ефект. Овој ефект е именуван по Кристијан Доплер, кој бил пррвиот кој понудил физичко објаснување за оваа појава во 1842 година. Ова тврдење било тестирано и потврдено за звукот од страна на холандскиот научник Кристофер Балот во 1845 година. Доплер точно предвидел дека појавата треба да важи за сите видоцви на бранови, и особено навел дека променливоста на боите на ѕвездите се должи на нивното движење во однос на Земјата. Но пред ова тврдење да биде потврдено, сепак, било утврдено дека боите на ѕвездите најпрво се должат на ѕвездената површинска температура, а не на движењето. Дури подоцна ќе биде потврденоова тврдење на Доплер преку извршените набљудувања на црвеното поместување.

Првото Доплерово црвено поместување било опишано од страна на францускиот физичар Иполит Физо во 1848 година, кој укажал на промената во спектралните линии на набљудуваните ѕвезди како последица на Доплеровиот ефект. Ефектот понекогаш се нарекува и "Доплер–Физоов ефект". Во 1868 година, британскиот астроном Вилијам Хагинс бил првиот кој ја одредил брзината на ѕвезда која се оддалечувала од Земјата користејќи го овој метод. Во 1871 година, оптичкото црвено поместување било потврдено кога појавата е набљудувана кај Фраунхоферовите линии користејќи го сончевото вртење, при што е забележано поместување од 0,1 Å кон црвената боја. Во 1887 година, Вогел и Шајнер го забележале годишниот Доплеров ефект, годишната промена во Доплеровото поместување за ѕвездите чија местоположба е во близина на еклиптиката поради орбиталната брзина на Земјата. Во 1901 година, Аристарх Белополски го потврдил оптичкото црвено поместување лабораториски користејќи систем на вртечки огледала.

Најраното спомнување на поимот црвено поместување во печатен облик е она на Волтер Адамс од 1908 година, во кое го спомнува во насловот "Два методи за истражување на природата на црвеното поместување кај маглините". Reprinted in Овој поим не се спомнува сè до 1934 година од кога е употребен од Вилем де Ситер.

Започнувајќи со набљудувања во 1912 година, Весто Слајфер забележал дека повеќeto спирални галаксии, за кои се сметало дека се спирални маглини, имале значајни црвени поместувања. Слајфер е првиот кој дал запис за овие мерењата во годишниот том на Вести од Ловеловата опсерваторија. Три години подоцна, тој напишал труд во списанието Популарна астрономија. Во овој труд тој тврди дека "првичното откритие дека големата спирална галаксија Андромеда имала соста исклучителна брзина од –300 km(/s) со што се покажало дека постои можност за истражување ина брзините а не само на спектрите на спиралните галаксии." Слајфер ги пресметал брзините на 15 спирални маглини кои се биле забележани низ целата небесна сфера, од кои сите освен три имале "позитивни" (осносно оддалечувчки) брзини. Последователно, Едвин Хабл го забележал приближното заемодејство меѓу црвените поместувања како оние кај "маглините" и растојанијата до нив со записот на познатиот Хаблов закон. Овие набљудувања ја потврдиле работата на Александер Фридман од 1922 година, во која тој ги извел познатите Фридман–Леметерови равенки. English translation in ) Денес тие се сметаат за силен доказ за ширењето на универзумот и теоријата за големата експлозија.This was recognized early on by physicists and astronomers working in cosmology in the 1930s. The earliest layman publication describing the details of this correspondence is (Reprint: )

Мерење, опис и толкување

Спектарот на светлината која потекнува од извор (Погледајте ја сликата од идеалниот спектар горе десно) може да се измери. За да се определи црвеното поместување, потребно е да се трага за појави во спектарот како што се впивните линии, оддавните линии, или други промени во јачината на светлината. Доколку се забележани, овие појави може да се споредат со познати појави во спектарот на различни хемиски соединенија кои биле дел од експериментални испитувања и се соединенија кои постојат на Земјата. Многу чест атомски елемент во вселената е водородот. Спектарот на обична светлина која сјае низ водород ќе има спектар кој е специфичен за водородот и ги има истите одлики на определени повторувачки интервали. Ако е ограничен само на впивните линии ќе биде налик на оној на сликата (горе десно). Ако истиот шаблон на интервали е забележан во набљудуваниот спектар од далечен извор, но се поместиле брановите должини, тогаш може да се каже дека е препознаено присуството на водород. Ако истата спектрална линија е препознаена во двата спектри, но при различни бранови должини, тогаш црвеното поместување може да се пресмета со употреба на табелата која е дадена подолу. Определувањето на црвеното поместување на тело на овој начин побарува честота или бранова должина. За да се пресмета црвеното поместување, потребно е да се знае брановата должина на оддадената светлина во почетниот појдовен систем на изворот: со други зборови, брановата должина која може да се измери од набљудувачот кој е веднаш до и се движи заедно со изворот. Бидејќи во астрономската примена овие мерења не можат да се направат директно, од причина што мерачот би требало да отпатува до далечната ѕвезда за која постои интерес, методот при кој се користат спектрални линии и е опишан во овој текст, е методот кој се користи. Црвените поместувања кои се пресметани со набљудување на непрепознаени одлики чија појдовна честота е непозната или пак станува збор за спектар без одлики или бел шум (случајни превирања во спектарот).See, for example, this 25 May 2004 press release from NASA's Swift Gamma-Ray Burst Mission space telescope that is researching gamma-ray bursts: "Measurements of the gamma-ray spectra obtained during the main outburst of the GRB have found little value as redshift indicators, due to the lack of well-defined features. However, optical observations of GRB afterglows have produced spectra with identifiable lines, leading to precise redshift measurements."

Црвеното поместување и (синото поместување) може да се окарактеризираат со релативната разлика меѓу набљудуваната и оддадената бранова должина (или фркевенција) на тоа тело. Во астрономијата, обичај е оваа промена да биде бездимензионална величина означена со . Ако ја претставува брановата должина и ја претставува честотата (треба да се има на ум дека при што е брзината на светлината), тогаш се дефинира со равенките:See for a tutorial on how to define and interpret large redshift measurements.

+ Calculation of redshift, Based on wavelength Based on frequency

Откако ќе се определи , разликата меѓу црвеното и синото поместување е само работа на тоа дали е со позитивен или негативен знак. На пример, сините поместувања при Доплеровиот ефект () се надоврзани со тела кои се приближуваат до набљудувачот и притоа светлината преминува во повисоки енергии. Соодветно, Доплеровите ефекти при црвеното поместување () се поврзани со тела кои се оддалечуваат од набљудувачот и светлината преминува на пониски енергии. Слично, гравитациските сини поместувања се поврзуваат со светлина оддадена од извор кој се оддалечува во послабо гравитациско поле, а набљудувањето се врши од посилно гравитациско поле, додека пак црвеното поместување наведува на спротивното тврдење.

Равенки за црвено поместување

Во општата релативност може да се изведат неколку специјални равенки за црвеното поместување во одредени специјални време-просторни геометрии , како што е прикажано во следнава табела. Во сите случаи величината на проемната (вредноста на ) е независна од брановата должина.See Binney and Merrifeld (1998), Carroll and Ostlie (1996), Kutner (2003) for applications in astronomy.

+ Преглед за црвеното поместување Вид на црвено поместување Геометрија РавенкаWhere z = redshift; v|| = velocity parallel to line-of-sight (positive if moving away from receiver); c = speed of light; γ = Lorentz factor; a = scale factor; G = gravitational constant; M = object mass; r = |radial Schwarzschild coordinate, gtt = t,t component of the metric tensor Релативистички Доплеров ефект Минковскиев простор(рамен време-простор) За движења кои се целосно во радијалнна или во насока на набљудувањето:

 for small

За движења кои се целосно во трансферзална насока:

 for small Космолошко црвено поместување ФЛРВ време-простор(универзум кој се шири по големата експлозија)

Хаблов закон:

 for Гравитациско црвено поместување секој неподвижен време-простор

За Шварцшилдова геометрија:

 for

Изразено преку втората космичка брзина:

for

Доплеров ефект

Ако светлински извор на светлина се оддалечува од набљудувачот, тогаш се случува црвеното поместување(); соколку пак ако изворот се движи кон набљудувачот, тогаш се случува сино поместување(). Ова бажи за сите електромагнетни бранови и се објаснува со помош на Доплеровиот ефект. Последователно, овој вид на црвено поместување се нарекува Доплерово црвено поместување. Доколку пак ако изворот се движи од набљудувачот со брзина , која е значително помала од брзината на светлината (), црвеното поместување се пресметува со:

    (бидејќи )