赤方偏移
赤色シフトは、天文学者が宇宙の中で非常に遠くにある物体の距離を知るために使用する方法です。赤色シフトは、ドップラー効果の一例です。
ドップラー効果を体験する一番簡単な方法は、動いている電車の音を聞くことです。電車が人に向かって移動するとき、電車が人に向かってくるときの音は、音の周波数が少しずつ絞られているので、音が高くなっているように聞こえます。電車がスピードを上げて遠ざかっていくと、音が引き伸ばされて、低い音に聞こえます。光も同じように、光を発する物体がとても速く動くときに起こります。遠く離れた星や銀河のように、私たちの方に向かって移動している物体は、通常よりも青く見えます。これをブルーシフトといいます。遠くに移動している星や銀河のような物体は、光源が私たちの参照枠内で移動していない場合よりも赤く見えます。色がスペクトルの赤の端に向かってシフトするので、これが赤シフトの名前の由来です。
天文学者が光がどのくらいずれているかを知ることができるのは、水素や酸素のような化学元素には、他の元素にはない独特の光の指紋があるからです。天文学者は、分光法を使って物体（銀河や星）からの光を分析します。彼らはそれを知ったら、彼らはスペクトルの線がどこにあるかの違いを見るためにチェックします。そこから、それが私たちの方に向かっているのか、遠ざかっているのか、また、どのくらいの速度で進んでいるのかを知ることができます。速度が速ければ速いほど、スペクトルの線は通常の位置から遠ざかっていきます。
これは赤方偏移の例です。左は太陽からの光線で、右は遠く離れた銀河からの光線です。ご覧のように、すべての線は赤シフトによってスペクトルの赤の端に向かってシフトしています。
質問と回答
Q: 赤方偏移とは何ですか?
A: 赤方偏移とは、天文学者が宇宙で非常に遠くにある物体の速度を知るために使う方法です。ドップラー効果の一例で、こちらに向かってくる天体の光は青く見え（ブルーシフト）、遠ざかる天体の光は赤く見えます（レッドシフト）。
Q: ドップラー効果を体験するにはどうしたらいいのでしょうか?
A: ドップラー効果を体験する最も簡単な方法は、動いている列車の音を聞くことです。人に向かってくるときの音は、音の周波数が少し絞られているため、高音に聞こえます。列車が遠ざかるにつれて、音は引き伸ばされ、低い音に聞こえます。
Q: 天文学者はどのようにして赤方偏移を測定するのですか?
A: 天文学者は、天体（銀河や星）からの光を分析するために分光法を用います。そして、その天体のスペクトル線の位置が、通常の位置とどれだけ違うかを調べます。この情報から、その天体が私たちに近づいているのか、それとも遠ざかっているのか、またその速さを知ることができるのです。速ければ速いほど、スペクトル線の位置がずれることになります。
Q: ブルーシフトの原因は何ですか?
A: ブルーシフトは、光を発する物体が私たちの方に非常に速く移動するときに起こります。そのため、光を発している物体が私たちに近づくと、その周波数波が圧縮され、通常よりも青く見えるのです。
Q: 天文学者が分光に使用する元素は何ですか?
A:水素や酸素などの化学元素は、他の元素にはないユニークな光の指紋を持つため、天文学者は分光に使用します。
Q: 赤方偏移の名前の由来は何ですか?A: 赤方偏移の名前の由来は、天体が私たちから遠ざかると、その光の周波数が伸びて、通常よりも赤く見えるためです（赤方偏移）。
Q: 物体の移動速度が速いとどうなりますか?A: 天体の移動速度が速いと、スペクトル線が通常の位置に比べてどれだけ離れているかを見ることで、天体の移動速度が速くなっていることを知ることができます。
