譜線紅移，什么是譜線紅移
發(fā)布時(shí)間：2025-08-17 | 來源：互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)載和整理
1，什么是譜線紅移
1.由于多普勒效應(yīng)，從離開我們而去的恒星發(fā)出的光線的光譜向紅光光譜方向移動(dòng)。 2.一個(gè)天體的光譜向長(zhǎng)波（紅）端的位移。天體的光或者其它電磁輻射可能由于運(yùn)動(dòng)、引力效應(yīng)等被拉伸而使波長(zhǎng)變長(zhǎng)。因?yàn)榧t光的波長(zhǎng)比藍(lán)光的長(zhǎng)，所以這種拉伸對(duì)光學(xué)波段光譜特征的影響是將它們移向光譜的紅端，于是這些過程被稱為紅移。在運(yùn)動(dòng)的波源前面，波被壓縮，波長(zhǎng)變得較短，頻率變得較高 (藍(lán)移 )在運(yùn)動(dòng)的波源后面，產(chǎn)生相反的效應(yīng)。波長(zhǎng)變得較長(zhǎng)，頻率變得較低 (紅移)比如說一輛救護(hù)車正在前進(jìn)一個(gè)觀察者在車的前面，那么，他受到的聲音的波長(zhǎng)，就會(huì)變短，就是藍(lán)移在車的后面的觀察者，他受到的聲音的波長(zhǎng)就會(huì)變長(zhǎng)，就是所謂的紅移2，什么是譜線紅移現(xiàn)象
波源相對(duì)與觀測(cè)者遠(yuǎn)離 波長(zhǎng)變長(zhǎng)了 在天文中就有這樣現(xiàn)象 是大爆炸宇宙論的一項(xiàng)證據(jù)由于多譜勒效應(yīng)的結(jié)果,是行星里我們遠(yuǎn)去時(shí)從該行星上輻射的電磁波比正常的頻率底,光譜線區(qū)域紅***域!1.由于多普勒效應(yīng)，從離開我們而去的恒星發(fā)出的光線的光譜向紅光光譜方向移動(dòng)。 2.一個(gè)天體的光譜向長(zhǎng)波（紅）端的位移。天體的光或者其它電磁輻射可能由于運(yùn)動(dòng)、引力效應(yīng)等被拉伸而使波長(zhǎng)變長(zhǎng)。因?yàn)榧t光的波長(zhǎng)比藍(lán)光的長(zhǎng)，所以這種拉伸對(duì)光學(xué)波段光譜特征的影響是將它們移向光譜的紅端，于是這些過程被稱為紅移。在運(yùn)動(dòng)的波源前面，波被壓縮，波長(zhǎng)變得較短，頻率變得較高 (藍(lán)移 )在運(yùn)動(dòng)的波源后面，產(chǎn)生相反的效應(yīng)。波長(zhǎng)變得較長(zhǎng)，頻率變得較低 (紅移)比如說一輛救護(hù)車正在前進(jìn)一個(gè)觀察者在車的前面，那么，他受到的聲音的波長(zhǎng)，就會(huì)變短，就是藍(lán)移在車的后面的觀察者，他受到的聲音的波長(zhǎng)就會(huì)變長(zhǎng)，就是所謂的紅移3，譜線紅移是什么
紅移就是因?yàn)槟撤N原因：引力，宇宙膨脹，相對(duì)運(yùn)動(dòng)（最常見），光源發(fā)出的光波長(zhǎng)變長(zhǎng)（或者說某條譜線像紅端移動(dòng)）。與中學(xué)物理有關(guān)的：多普勒效應(yīng)紅移與藍(lán)移，是天文學(xué)中對(duì)于恒星移動(dòng)的一種觀察結(jié)論。當(dāng)恒星，與我們的距離越來越遠(yuǎn)時(shí)，就出現(xiàn)色彩向紅光方向的移動(dòng)，相反則出現(xiàn)色彩向蘭色方向的移動(dòng)。這些現(xiàn)象，就稱為紅稱與藍(lán)移。詳細(xì)情況見下面論述。在20年代天文學(xué)家開始觀察其他星系中的恒星光譜時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)了最奇異的現(xiàn)象：它們和我們的銀河系一樣具有吸收的特征線族，只是所有這些線族都向光譜的紅端移動(dòng)了同樣相對(duì)的量。為了理解這個(gè)含意，我們必須先理解多普勒效應(yīng)。我們已經(jīng)知道，可見光即是電磁場(chǎng)的起伏或波動(dòng)，其頻率（或每秒的振動(dòng)數(shù)）高達(dá)4到7百萬億次的振動(dòng)。對(duì)不同頻率的光，人的眼睛看起來為不同顏色，最低的頻率出現(xiàn)在光譜的紅端，而最高頻率在藍(lán)端。想像在離開我們一個(gè)固定的距離處有一光源——例如恒星——以固定的頻率發(fā)出光波，顯然我們接受到的波頻率和發(fā)出時(shí)的頻率一樣（星系的引力場(chǎng)沒有足夠強(qiáng)到對(duì)它有明顯的效應(yīng)）?，F(xiàn)在假定這恒星光源開始向我們運(yùn)動(dòng)，當(dāng)光源發(fā)出第二個(gè)波峰時(shí)，它離開我們更近一些，這樣此波峰到達(dá)我們處所用的時(shí)間比恒星不動(dòng)時(shí)要少。這意味著，這兩個(gè)波峰到達(dá)我們的時(shí)間間隔變小了，所以我們接收到的波的每秒振動(dòng)數(shù)（頻率）比恒星靜止時(shí)高。同樣，如果光源離我們而去，我們接收到的波頻率就變低了。所以對(duì)于光來說，這意味著，當(dāng)恒星離開我們而去時(shí)，它們的光譜向紅端移動(dòng)（紅移）；而當(dāng)恒星靠近我們而來時(shí)，光譜則藍(lán)移。紅移表示天體離我們?cè)絹碓竭h(yuǎn)，藍(lán)移是越來越近4，什么是譜線紅移
稍微鄙視一下復(fù)制黨！恒星等光源，所發(fā)出的光都能通過分光設(shè)備分成由紅到紫的色帶，我們稱它為光譜，而通過細(xì)致的研究，我們可以發(fā)現(xiàn)太陽等恒星的光譜上有很多暗線，那些暗線是被恒星大氣里的元素吸收了，稱為吸收線，而我們可以從吸收線查出恒星上面有什么元素。幾十年前，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)有個(gè)別星體，它的吸收線跟我們已知的所有元素都不同。后來終于有人發(fā)現(xiàn)，其實(shí)所有譜線整體向紅光的方向移動(dòng)了，根據(jù)多普勒效應(yīng)，這證明那個(gè)星是以很高速度離我們而去。后來緊接著發(fā)現(xiàn)更多這類星體，并證明了它們不是恒星，而是星系，而且距離非常遙遠(yuǎn)，從而發(fā)現(xiàn)我們的宇宙正在膨脹。1.由于多普勒效應(yīng)，從離開我們而去的恒星發(fā)出的光線的光譜向紅光光譜方向移動(dòng)。 2.一個(gè)天體的光譜向長(zhǎng)波（紅）端的位移。天體的光或者其它電磁輻射可能由于運(yùn)動(dòng)、引力效應(yīng)等被拉伸而使波長(zhǎng)變長(zhǎng)。因?yàn)榧t光的波長(zhǎng)比藍(lán)光的長(zhǎng)，所以這種拉伸對(duì)光學(xué)波段光譜特征的影響是將它們移向光譜的紅端，于是這些過程被稱為紅移。 在運(yùn)動(dòng)的波源前面，波被壓縮，波長(zhǎng)變得較短，頻率變得較高 (藍(lán)移 )在運(yùn)動(dòng)的波源后面，產(chǎn)生相反的效應(yīng)。波長(zhǎng)變得較長(zhǎng)，頻率變得較低 (紅移)比如說一輛救護(hù)車正在前進(jìn)一個(gè)觀察者在車的前面，那么，他受到的聲音的波長(zhǎng)，就會(huì)變短，就是藍(lán)移在車的后面的觀察者，他受到的聲音的波長(zhǎng)就會(huì)變長(zhǎng)，就是所謂的紅移天體以很大的速度遠(yuǎn)離我們，光的頻率變小，光譜上的譜線發(fā)生紅移（譜線向紅的一端移動(dòng)）。跟紅移相對(duì)的是藍(lán)移。天體以很大的速度向我們飛來，光的頻率變大，光譜上的譜線發(fā)生藍(lán)移（譜線向藍(lán)的一端移動(dòng)）。由于運(yùn)動(dòng)，使原來的頻率變小了，這就是紅移。比如呼嘯而過的火車，你感到它的汽笛聲在變粗。這是因?yàn)槁曉矗ㄜ囶^）在離你而去，當(dāng)其不動(dòng)時(shí)，汽笛第秒有2000個(gè)波峰到你耳中，離開你時(shí)，可能第秒只有1900個(gè)進(jìn)入你耳中，你聽到的頻率比實(shí)際頻率要低，是紅移。另外也有藍(lán)移http://baike.baidu.com/view/760556.htm5，譜線紅移是什么
譜線紅移 可能存在三中形成宇宙譜線紅移的原因，即：宇宙學(xué)效應(yīng)、多普勒效應(yīng)、康普頓效應(yīng)，本文從理論上提出鑒別那一種是形成主要原因的方法。并針對(duì)試驗(yàn)的可能性的結(jié)果提出對(duì)宇宙觀念的可能性影響。 --------------------------------------------------------------------------- （文中缺失的圖片見參考資料） 一、引言 1、牛頓力學(xué)導(dǎo)致的宇宙觀念 在牛頓力學(xué)中,由于基礎(chǔ)性的定義來自于牛頓運(yùn)動(dòng)定律,因此對(duì)于宇宙的觀念存在著一定的局限性,主要表現(xiàn)為如下的方面: 牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律決定了物質(zhì)的存在屬性——慣性。所有的物體在不受到外來作用的時(shí)候都將會(huì)保持它本身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這樣的一條規(guī)律推廣到整個(gè)的宇宙，決定了宇宙的存在狀態(tài)。當(dāng)然，單靠這一點(diǎn)還是不夠的，牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律和牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律可以推出動(dòng)量守恒定律。根據(jù)動(dòng)量守恒定律和牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律就很自然的推出宇宙的狀態(tài)了，即：在宇宙的宏觀上，無邊無際，各向均勻同性。這樣的一種宇宙觀念在相對(duì)論宇宙觀念建立之前得到了一種認(rèn)同。通常將這種觀念叫做無限宇宙論。 物質(zhì)的本身除了慣性之外，還存在另外一種屬性，這種屬性就是所有的物體之間都存在一種引力——萬有引力。牛頓所建立的萬有引力定律確定了物體之間的作用規(guī)律，這個(gè)作用規(guī)律在解決宇宙的問題上和牛頓運(yùn)動(dòng)定律的本身發(fā)生矛盾。如果宇宙是有限的，那么，物質(zhì)間由于萬有引力的作用，最終會(huì)所有的物質(zhì)會(huì)由于萬有引力的作用而凝聚到一起。如果宇宙是無限的，那么均勻分布在無限宇宙空間中內(nèi)部區(qū)域的這些物質(zhì)之間的萬有引力的作用，則會(huì)互相抵消。但是，這導(dǎo)致了另一個(gè)問題，所有萬有引力的疊加會(huì)導(dǎo)致引力勢(shì)為無限大，這就是Neumann-Seeliger佯謬。在理論計(jì)算上，由于處理方法的局限性，必須引入處理區(qū)域邊界的模式，因此，理論上的這種假設(shè)宇宙無限模式是無效的，或者說這是數(shù)值計(jì)算模式的局限性。這個(gè)問題體現(xiàn)了經(jīng)典力學(xué)先天固有的不足。 在傳統(tǒng)的觀念中，關(guān)于均勻、靜止、無限的宇宙的另一個(gè)矛盾則是奧伯斯佯謬，即：假設(shè)天體的光度為，以密度n均勻分布，則天空背景的亮度ι為 這樣就出現(xiàn)了天空背景無限亮的矛盾。實(shí)際上，這個(gè)矛盾是不存在的。因?yàn)樵诓捎蒙厦娴奶幚矸椒ê雎粤艘粋€(gè)重要的問題，就是恒星發(fā)出的光與距離的關(guān)系。我們知道，光照強(qiáng)度同光源距離的平方成反比，這樣的一個(gè)關(guān)系導(dǎo)致了奧伯斯佯謬不能成立。 2、相對(duì)論導(dǎo)致的宇宙觀念 光作為宇宙信息很早就引起人們的注意，在光的傳播問題上，十九世紀(jì)的麥克斯韋在解釋電磁理論的基礎(chǔ)上，提出了在宇宙空間中存在以太海的假設(shè)，但是在人們采用試驗(yàn)的方法來驗(yàn)證以太的存在時(shí)，比如比較有名的麥克爾遜——莫雷實(shí)驗(yàn)，卻不能得到以太存在的證據(jù)。這說明采用十九世紀(jì)以前經(jīng)典的力學(xué)方法不能對(duì)電磁理論關(guān)于光的傳播問題很好的進(jìn)行解釋，或者更進(jìn)一步說，經(jīng)典的力學(xué)和電磁理論是不兼容的，采用試驗(yàn)的方法客觀事實(shí)不支持這樣的結(jié)論，至少在十九世紀(jì)是這樣的。 愛因斯坦在當(dāng)時(shí)的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，（主要是根據(jù)如下的兩點(diǎn)假設(shè)，第一光速與光源的運(yùn)動(dòng)無關(guān)，第二，人們采用各種方法測(cè)量到的光速為一近似常數(shù)的結(jié)論）提出光速為一常數(shù)并且與慣性參照系無關(guān)的結(jié)論。并進(jìn)一步提出所有物體的運(yùn)動(dòng)速度不能超過光速，將光速設(shè)定為物體運(yùn)動(dòng)的極限速度。這通常叫做狹義相對(duì)論的光速不變?cè)?。通過這個(gè)途徑，建立了電磁理論的聯(lián)系。這實(shí)際上是建立了關(guān)于宇宙中物體的運(yùn)動(dòng)和定量的一種關(guān)系，或者說宇宙中物體的描述狀態(tài)的關(guān)系。當(dāng)然，僅憑這一點(diǎn)還是不夠的，因?yàn)樵诙康倪^程中還存在定量體和被定量體，這一點(diǎn)是通過慣性系來實(shí)現(xiàn)的，即通常所說的狹義相對(duì)論的相對(duì)性原理。 狹義相對(duì)論的相對(duì)性原理實(shí)際上是伽利略相對(duì)性原理，在原理所表述的內(nèi)容上幾乎是沒有區(qū)別的。即：關(guān)于力學(xué)定律在所有慣性參照系中都是相同的原理。或者更進(jìn)一步的說，是牛頓運(yùn)動(dòng)定律擴(kuò)展到描述系統(tǒng)的應(yīng)用情況。 另一方面說明，牛頓力學(xué)規(guī)律的普適性，在相對(duì)論中兼容了牛頓力學(xué)規(guī)律。在狹義相對(duì)論中，慣性參照系普遍的定量規(guī)律為推廣到宇宙的定量狀態(tài)打下了一個(gè)伏筆。 前面我們知道，物質(zhì)本身的屬性存在兩種屬性，一種屬性是慣性，愛因斯坦通過慣性和光速不變?cè)斫⒘霜M義相對(duì)論描述慣性系的基礎(chǔ)。另一種屬性則是萬有引力，那么萬有引力又是通過什么來進(jìn)行描述的呢？下面我們來看這個(gè)問題。 物質(zhì)本身所具有的萬有引力和物質(zhì)作用的關(guān)系，其本身是一種經(jīng)驗(yàn)約定，在這個(gè)關(guān)系上，經(jīng)典的牛頓力學(xué)采用平方反比定律來對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行描述。愛因斯坦則另辟小徑，通過加速度和引力的等效模式來進(jìn)行等效處理，或者說慣性質(zhì)量等效于引力質(zhì)量。如果說狹義相對(duì)論是處理慣性系的問題，那么廣義相對(duì)論則是處理非慣性系參照系的問題。在廣義相對(duì)論存在的問題——原理上的問題 中，我們已經(jīng)討論了這個(gè)問題慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量是不需要采用等效的模式來進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)約定的，它們本身都是力學(xué)的定義系統(tǒng)。在廣義相對(duì)論中還包括另一種涵義，這種含義就是通過等效的模式建立狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論之間在觀念、范圍、描述模式上的聯(lián)系，在和狹義相對(duì)論相等效的模式上，物體在不同慣性參照系中切換的過程中（變速運(yùn)動(dòng)），形成時(shí)間和空間的變率，如果是變速運(yùn)動(dòng)是穩(wěn)定的，比如角動(dòng)量為均勻的旋轉(zhuǎn)系，那么時(shí)間和空間的變率也是相同的。我們知道，變速運(yùn)動(dòng)等效于引力，這使得廣義相對(duì)論具有相似的描述模式，甚至可以進(jìn)行等效切換。在數(shù)學(xué)上采用曲率張量來進(jìn)行描述，引力系統(tǒng)的引入使得數(shù)學(xué)上的空間彎曲成為一種形象的描述模式。 在一個(gè)引力系統(tǒng)所造成的空間曲率描述中，無疑會(huì)形成一種以引力源為中心的中心對(duì)稱。那么，如果將整個(gè)的宇宙系統(tǒng)當(dāng)作一個(gè)引力系統(tǒng)，無疑將是一個(gè)球形。如果宇宙的物質(zhì)分布是均勻的，那么將會(huì)得到一個(gè)準(zhǔn)球形。 相對(duì)論的理論畢竟是理論，下面我們來看關(guān)于現(xiàn)代的宇宙理論以及客觀事實(shí)是否支持這樣的結(jié)論。 二、“膨脹”宇宙的發(fā)現(xiàn) 關(guān)于宇宙膨脹的觀念主要來自于對(duì)星體距離的測(cè)量上，采用幾何學(xué)三角測(cè)量的方法，以地球長(zhǎng)軸為基線所測(cè)定的極限距離不超過150光年，利用某一期間的角位移和譜線得多普勒效應(yīng)來對(duì)星團(tuán)自轉(zhuǎn)求線速度的方法，其測(cè)定出的距離不超過三千光年，超過這個(gè)極限則利用造父形脈動(dòng)變星的距離測(cè)量法，即知道天體的絕對(duì)亮度和標(biāo)準(zhǔn)光源進(jìn)行比較即可。1914年前后，V.M.Slipher根據(jù)譜線紅移發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)大于10的三次方千米/秒的速度離開我們的天體。大約有過了十年，哈勃測(cè)定了這些天體的距離，結(jié)果證明這些天體是一些距離在10的7次方光年以上的遙遠(yuǎn)的星系。但是，如果恒星的距離太遠(yuǎn)，則不能分辨和看到，對(duì)這種情況，有的以星系內(nèi)最亮的恒星作為標(biāo)準(zhǔn)，有的只能以星系整體亮度作為標(biāo)準(zhǔn)盡可能的確定更多的星系的距離和紅移，經(jīng)過整理，1922年哈勃發(fā)現(xiàn)具有巨大紅移的星系，其退行速度和距離成正比。其中，為哈勃常數(shù)，其值為，他認(rèn)為這是由于宇宙的均勻的膨脹而造成的。 后來利用二戰(zhàn)后發(fā)展起來的射電望遠(yuǎn)鏡是觀測(cè)的范圍更加擴(kuò)大，可是由于射電波幾乎都是連續(xù)的，所以信息量很少。只有從比較近的星系測(cè)得的21cm譜線的紅移才于光學(xué)觀測(cè)的情況相似。 [來自于宇宙物理學(xué)] 在宇宙膨脹的觀念中，其主要的證據(jù)來自于宇宙光線的譜線紅移，那么，譜線紅移的客觀事實(shí)結(jié)果的唯一解釋是不是譜線發(fā)射體在遠(yuǎn)離我們而去呢？如果譜線發(fā)射體在遠(yuǎn)離我們而去是譜線紅移的唯一的解釋，那么宇宙的膨脹的解釋則成立，否則，則不能成立。這樣的結(jié)論關(guān)鍵在于譜線紅移和譜線發(fā)射體在遠(yuǎn)離我們而去是唯一對(duì)應(yīng)的解釋。或者是主要的解釋，其它可能包含的解釋可以略而不計(jì)。 我們稍微對(duì)光波和宇宙空間的環(huán)境分析一下，就知道這樣的解釋不是唯一的，更不是主要的解釋。下面我們來看引起譜線紅移的可能性的解釋。 1、引起譜線紅移可能性的解釋 第一、傳遞波的介質(zhì)可能引起的紅移（假設(shè)中的，很可能不存在） 引起譜線紅移的可能性的解釋我們可以先從常規(guī)波來探討這個(gè)問題。 我們從平靜的水面上投擲一顆石子，那么石子會(huì)在水面上形成水面波，只要我們稍微注意一下就會(huì)發(fā)現(xiàn)，隨著水面波向遠(yuǎn)處傳遞，波峰的運(yùn)動(dòng)速度會(huì)越來越慢。其原因是由于水的粘滯系數(shù)的關(guān)系。 在聲波上也有相似的結(jié)果，近處打雷的聲音要清脆一些，而遠(yuǎn)處的雷聲要低沉一些，其原因是聲源所引起的聲壓、分子的運(yùn)動(dòng)速度，都會(huì)由于損耗減小所至。[可參見速度的問題之二————震動(dòng)與波（上）] 如上兩種機(jī)械波的在傳遞過程中所引起的頻率紅移，都是由于傳遞波的介質(zhì)而引起，或者說是由于介質(zhì)的機(jī)械屬性所引起。當(dāng)然，這和空間中傳遞的電磁波是完全不同屬性的波。不能做相同的類比。 但是，光的傳遞介質(zhì)是不是存在。在十九世紀(jì)，以太作為光的傳遞介質(zhì)被麥克爾遜——莫雷實(shí)驗(yàn)否定后，其它有效的并被人們所接受的作為介質(zhì)還沒有被提出來。如果傳遞光的介質(zhì)存在力學(xué)的屬性，那么譜線的衰減紅移，則是一種必然?？上У氖瞧駴]有發(fā)現(xiàn)這種介質(zhì)。 （另：關(guān)于光的傳遞介質(zhì)，童正榮先生曾提出過wg粒子，它是和引力相關(guān)聯(lián)的粒子,在光的傳遞過程中，存在距離效應(yīng)。童先生的文章我并沒有讀過，只是偶爾從論壇上看到過他所粘貼的帖子，也表達(dá)過距離紅移相似的內(nèi)容。） 因此，對(duì)于遙遠(yuǎn)星系光的紅移可以采用三種方法的可能，即：由于宇宙中存在的物質(zhì)所導(dǎo)致的康普頓散射、帶電粒子對(duì)光線能量的吸收所導(dǎo)致的紅移；宇宙膨脹導(dǎo)致的宇宙大小尺度上存在的距離紅移；由于宇宙天體的運(yùn)動(dòng)所形成的多普勒頻移。 第二、空間中的物質(zhì)導(dǎo)致的紅移 在廣漠的宇宙空間中存在著大量的輕原子粒子、基本粒子，光線在穿過這些粒子的過程中，會(huì)產(chǎn)生散射?？紤]到光線和這些粒子的作用，那么會(huì)存在降低譜線頻率的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象通常叫作康普頓效應(yīng)。傳統(tǒng)中所指的康普頓效應(yīng)是指光線和原子中電子的碰撞過程，我認(rèn)為光線不僅僅和原子中的電子發(fā)生的碰撞會(huì)存在頻率降低的現(xiàn)象，光線和基本粒子的作用也會(huì)存在頻率降低的現(xiàn)象。在空間的介質(zhì)問題之四 ——光的本性與麥克爾遜—莫雷實(shí)驗(yàn)（中）(光的粒子性)中，已經(jīng)討論了關(guān)于光和帶電粒子間的作用，另一方面，康普頓效應(yīng)已經(jīng)解決了光和原子間作用的規(guī)律，因此這里就不探討光和原子間作用的詳細(xì)的細(xì)節(jié)性問題了，而僅列出光和基本粒子作用的結(jié)論。即： 光和帶電基本粒子間的作用過程中，光的頻率降低而減小的量值同帶電粒子的速度變化率成正比。這一點(diǎn)不適用于原子等復(fù)合性的粒子，即：不適用于傳統(tǒng)康普頓效應(yīng)的計(jì)算方法。 毫無疑問，光通過宇宙空間中的介質(zhì)粒子的過程中，會(huì)和這些介質(zhì)粒子發(fā)生相互作用。由于這些粒子既包括高速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子流，也包括在近乎靜止的原子分子，因此在處理上，可以采用宏觀統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)行各向同性處理，對(duì)于廣闊的宇宙而言，甚至可以當(dāng)作一種常數(shù)。當(dāng)然，這樣的處理方法是近似的處理方法，并不是很嚴(yán)密，因?yàn)樵诓煌挠钪婵臻g中，比如接近宇宙天體和遠(yuǎn)離宇宙天體，粒子、離子、原子分布的種類、數(shù)量以及狀態(tài)是完全不同的。將導(dǎo)致康普頓效應(yīng)的空間介質(zhì)當(dāng)作一種統(tǒng)計(jì)上的常量處理。（光和帶電粒子間的作用所導(dǎo)致的紅移能不能包含在其中，這是一個(gè)精確度的問題，尋求更精確的我想不能包含在其中。） 第三、宇宙天體和地球的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度所導(dǎo)致的紅移 如圖：有一靜止波源在發(fā)射一個(gè)一維確定波長(zhǎng)的波，當(dāng)觀測(cè)者靜止時(shí)，它會(huì)觀測(cè)到兩個(gè)豎直線間距離的波長(zhǎng)。假如這個(gè)觀測(cè)者以一個(gè)確定速度在運(yùn)動(dòng)，那么當(dāng)他接受到第一個(gè)波峰之后，它會(huì)繼續(xù)向波源運(yùn)動(dòng)，當(dāng)他接受到另一個(gè)波峰時(shí)，它所在的位置已經(jīng)在虛豎線的位置，那么我們所實(shí)際觀測(cè)到的波長(zhǎng)則不是靜止時(shí)的波長(zhǎng)。通常我們采用頻率的變化來描述這種狀態(tài)，通常叫做譜線的頻移。 在常規(guī)的機(jī)械波，如聲波中，假設(shè)觀察者和波源都在同一條直線上，并且觀測(cè)這和波源存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并且是勻速的，那么，波源所發(fā)出的一個(gè)確定頻率的波會(huì)因?yàn)椴ㄔ春陀^測(cè)者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而在觀測(cè)者的觀測(cè)結(jié)果里，頻率會(huì)有所改變。通常我們把這種現(xiàn)象叫做多普勒頻移。其表達(dá)式為 其中為觀測(cè)者相對(duì)于媒質(zhì)的速度，u為波源相對(duì)于媒質(zhì)的速度，波的傳播速度為V，為觀測(cè)者觀測(cè)到的頻率，為波源發(fā)出的頻率。如果應(yīng)用于宇宙空間中的多普勒頻移，只要將上式中的分母換作時(shí)間膨脹因子（或者空間收縮因子）為觀測(cè)者或者波源的速度，那么就是相對(duì)論的表達(dá)形式。 采用波長(zhǎng)來表達(dá)在形式上可以更為簡(jiǎn)單一些，即：λ=λ0-Δι，其中λ觀測(cè)者觀測(cè)到的波長(zhǎng)，λ0為波源發(fā)出的波長(zhǎng)，Δι為光通過一個(gè)觀測(cè)者觀測(cè)到的一個(gè)波長(zhǎng)的時(shí)間里，觀測(cè)者和波源之間的相對(duì)位移。 在觀測(cè)到的宇宙中遙遠(yuǎn)的星光的頻率所發(fā)生的改變，通常被認(rèn)為是第三種情況，宇宙天體和地球的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度所導(dǎo)致的紅移，很自然的，在現(xiàn)代天文學(xué)中就得到了宇宙膨脹的結(jié)論。 2、譜線頻移的鑒別方法 在前面我們已經(jīng)探討了宇宙中遙遠(yuǎn)星系所發(fā)出的光在我們觀測(cè)上可能會(huì)存在三種頻移，這三種頻移單獨(dú)觀察一個(gè)譜線是無論如何也不能進(jìn)行區(qū)分的。那么是不是就沒有辦法了呢？當(dāng)然不，以下方法可以將譜線的三種頻移分辯開來。 第一、傳遞波的介質(zhì)或者距離效應(yīng)所導(dǎo)致的紅移（暫時(shí)針對(duì)機(jī)械波） 波的傳遞介質(zhì)或者距離效應(yīng)所導(dǎo)致的頻移其原因是由于傳遞波的介質(zhì)在對(duì)光的能量傳遞過程中所形成的能量損耗所造成，因此在關(guān)系式上，可以表達(dá)成光衰減的頻率同光傳遞的距離成正比。可以表示為： =-△ 其中表示我們觀測(cè)到的頻率，為標(biāo)準(zhǔn)譜線的頻率，△為光線通過確定空間長(zhǎng)度后所衰減的頻率，它和距離長(zhǎng)度成正比。如果我們將上圖中的譜線橫線當(dāng)作譜線坐標(biāo)的話，那么我們會(huì)看到譜線均勻的橫向移動(dòng)，每一條實(shí)際觀測(cè)的譜線都會(huì)在標(biāo)準(zhǔn)譜線系圖上橫移△。 如圖： 圖中顏色較淡的豎線，表示我們實(shí)際觀測(cè)到的發(fā)生頻移的譜線系。較深的豎線表示標(biāo)準(zhǔn)的譜線系。當(dāng)然，在對(duì)遙遠(yuǎn)星系的觀測(cè)過程中，我們得到一個(gè)譜線系是不容易的，因?yàn)楣饩€強(qiáng)度是非常小的。其實(shí)，只要在實(shí)際的觀測(cè)中觀測(cè)到到任意兩條譜線，那么就可以采用這種比較的方法來得到結(jié)果。 (關(guān)于這個(gè)圖并不是標(biāo)準(zhǔn)的,在譜線位置的關(guān)系上也是不對(duì)的,這里僅僅為了說明觀測(cè)到的多普勒紅移在標(biāo)準(zhǔn)的譜線系上的比較存在區(qū)別,只要注意采用觀測(cè)譜線和標(biāo)準(zhǔn)譜線之間的關(guān)系很容易鑒定,那么這個(gè)圖則是次要的了。） 第二、宇宙天體和地球的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度所導(dǎo)致的多普勒紅移 多普勒頻移僅和觀測(cè)者和光源的相對(duì)速度有關(guān)，那么多普勒的表達(dá)形式為: 由于觀測(cè)者和光源之間的相對(duì)速度在不同的譜線中是相同的，因此可以簡(jiǎn)單的表達(dá)成=k，其中k等于。 我們可以看到，多普勒頻移和距離效應(yīng)存在著本質(zhì)的區(qū)別，這種區(qū)別就是在譜線系的標(biāo)準(zhǔn)圖上和我們觀測(cè)到的譜線系，其譜線的位置的變換為=k。如圖： (關(guān)于這個(gè)圖并不是標(biāo)準(zhǔn)的,在譜線位置的關(guān)系上也是不對(duì)的,這里僅僅為了說明觀測(cè)到的多普勒紅移在標(biāo)準(zhǔn)的譜線系上的比較存在區(qū)別,只要注意采用觀測(cè)譜線和標(biāo)準(zhǔn)譜線之間的關(guān)系很容易鑒定,那么這個(gè)圖則是次要的了。） 第三、空間中的物質(zhì)導(dǎo)致的紅移 空間中的物質(zhì)所導(dǎo)致的紅移除了星際分子原子物質(zhì)和光發(fā)生的康普頓散射之外，其它的就是帶電粒子和光發(fā)生的作用了。但由于前面的多普勒頻移是簡(jiǎn)單的譜線移動(dòng)，那么這就提供了一種簡(jiǎn)單的鑒別兩種紅移的方法。 如果將宇宙中的媒質(zhì)采用統(tǒng)計(jì)的方法，可以將媒質(zhì)當(dāng)作異種均勻的各向同性的分子原子物質(zhì)處理。但是對(duì)帶電粒子處理則不能采用這樣的方法，因?yàn)閹щ娏Ｗ拥倪\(yùn)動(dòng)速度在空間中的分布應(yīng)該符合一種統(tǒng)計(jì)的分布。光子和這些帶電粒子的作用所引起的譜線頻移則要采用統(tǒng)計(jì)分布的原則了。 頻率高的光和介質(zhì)發(fā)生的康普頓散射所損失掉的能量要多一些，頻移相對(duì)的要大一些。相反，頻率低的光和介質(zhì)發(fā)生的康普頓散射所損失掉的能量要小一些，頻移相對(duì)的也要小一些。那么這就存在這樣一種趨勢(shì)，就是光經(jīng)過大量的多普勒散射之后，頻率分布會(huì)趨向均勻，換句話說，將會(huì)趨向于連續(xù)譜線。帶電粒子和光線的作用也是相似的。譜線系的結(jié)構(gòu)在我們觀測(cè)上將會(huì)模糊或者消失。當(dāng)然，這依賴于光線通過的距離。如果是光線通過的距離是無限的，那么我們所觀測(cè)到的則必然是某種連續(xù)譜線。這一點(diǎn)很容易和上兩種譜線頻移的原因區(qū)分開。說白了就是物體離地球漸漸離去（如月球以每年4米的速度離去）藍(lán)移就是物體離地球漸漸飛來//upload，稱之為譜線“紅移” 引起譜線紅移可能性的解釋第一.png/200px-Redshift20世紀(jì)20年代.png/200px-Redshift.org/***/commons/thumb/1/14/Redshift.wikimedia、宇宙天體和地球的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度所導(dǎo)致的紅移http、空間中的物質(zhì)導(dǎo)致的紅移第三.org/***/commons/thumb/1/14/Redshift，天文學(xué)家哈勃發(fā)現(xiàn)星系的方向向長(zhǎng)波方向偏移