大家好，我是愛物理的小蘑菇！今天，我要來為你們講解什麼是多普勒紅移。
光譜
首先讓我們來了解一下，什麼是光譜。
夜空中的星星，乍一看都是一樣的亮白色，可是如果你仔細看，你會發現，每一顆星星的顏色都是不一樣的：有的是黃色，有的藍色，甚至還有紅色的星星。不同的顏色意味著它們的表面溫度是不同的（和火焰一樣），這些恆星都可以在恆星光譜上找到自己的顏色。“哈佛分類法”就是利用這個原理給恆星分類的。那麼紅移，顧名思義，就是恆星光譜的“譜線”向光譜紅色的一端移動（當然，僅指可見光頻段，也就是人眼能夠看見的電磁輻射，的紅移）。
這些恆星都可以在恆星光譜上找到自己的顏色。
可是光譜紅移的原理是什麼，它又能給我們帶來什麼？接著往下看，你也許就會有點頭緒了。
多普勒效應
想象一下你在一輛火車旁邊，你離火車很近的時候，聲音會十分的響亮，而當火車向遠處駛去時，火車離你越遠，聲音就會越低沉。這是因為聲波的頻率會隨著離觀測者越來越遠而降低，因此我們聽到的聲音就會變得更加低沉。這個現象叫做“多普勒效應”，是由克里斯琴·約翰·多普勒在1842年提出的。剛才我們提到的現象可以證明：聲波離觀測者越近，聲波的頻率就會越高。那麼這和紅移有什麼關係呢？
聲波離觀測者越近，聲波的頻率就會越高。
首先我們來看聲波。聲波，顧名思義，是一種波，而光，也是一種波（拋開量子力學不談，光在多數情況下都是一種波）。因此，多普勒認為，這種現象不僅能夠作用於聲波，還能夠作用於所有的波，包括光。
多普勒的猜測很快就得到了證實，1871年，英國天文學家威廉·哈金斯利用太陽的自轉測出在可見光太陽光譜的夫朗和斐譜線（一種光譜線）在紅光有0.1埃的位移（1埃=10分之1納米）。由此，我們知道了：多普勒效應也對光有效。
哈勃定律和多普勒紅移：所有的星系都正在遠離我們而去
1929年，經過近十年的研究，獲得了40多個星系的光譜，愛德文·鮑威爾·哈勃發現河外星系（顧名思義，就是銀河系外的星系）的退行速度與它們距離成正比，用通俗的語言來講，星系離我們越遠，就跑的越快（反過來說也行）。哈勃的這項研究成果就是通過多普勒效應推導出來的：那些離我們更遠的星系，光譜紅移的幅度更大，如果基本上所有的星系都在離我們越來越遠，且退行速度與它們距離成正比，那麼根據哈勃關係式，距離為大約100億光年時，退行速度就會等於光速，因此大於這個距離的星系的光就永遠到達不了這裡（當退行速度大於光速時，它們發出的光的光速就會被它們的退行速度抵消）。
哈勃的這項研究證明了：所有的星系都正在遠離我們而去，這是否意味著宇宙大爆炸理論是正確的？也許是，也許不是，我們現在的知識不能夠證實或者證偽這個理論，但是總有一天，宇宙起源的神秘面紗會被人類揭開。
我是愛物理的小蘑菇，我們下篇文章見！
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