रेड-शिफ्ट और अवशोषण लाइनों के बीच क्या संबंध है?
टिप्पणियों में उह के साथ बातचीत से प्रेरित:
मेरे जवाब में मैं "अवशोषण लाइनों" के "पैटर्न" का उल्लेख करता हूं। उन लोगों के लिए जो विषय में पारंगत नहीं हैं, मुझे समझाने की अनुमति देते हैं।
जब गैस के एक बादल से प्रकाश चमकता है तो प्रकाश की विशिष्ट आवृत्तियाँ अवशोषित हो जाती हैं। जब यह प्रकाश तब एक प्रिज्म के माध्यम से चमकता है तो अवरुद्ध आवृत्तियां स्पेक्ट्रम में काली रेखाओं के रूप में दिखाई देंगी (नीचे चित्रण देखें)। स्पेक्ट्रम में दिखाई देने वाली उनकी स्थिति और उनके स्थान ("अवशोषण रेखाओं के" पैटर्न ") गैस और गैस के वातावरण में मौजूद तत्वों पर निर्भर करते हैं। प्रभाव सबसे स्पष्ट रूप से एक प्रकाश के साथ देखा जाता है जो सभी आवृत्तियों पर फोटॉन का उत्सर्जन करता है; इस तरह की रोशनी को ब्लैक-बॉडी रेडिएशन के रूप में जाना जाता है । हालांकि सभी आवृत्तियों पर प्रकाश का उत्सर्जन, एक ब्लैक-बॉडी रेडिएटर एक विशेष तरंग दैर्ध्य पर सबसे अधिक प्रकाश का उत्सर्जन करेगा; इस चोटी के स्थान को काले शरीर के तापमान के रूप में जाना जाता है।
स्रोत: डॉपलर शिफ्ट , एडवर्ड एल राइट
(उत्कृष्ट साइट बीटीडब्लू, अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न लाल शिफ्ट और सामान्य रूप से कॉस्मोलॉजी के बारे में अधिक जानकारी के लिए लायक है)
जैसा कि प्रकाश के माध्यम से यात्रा होती है (विस्तार) यह तरंगदैर्ध्य है और अवशोषण लाइनों की तरंग दैर्ध्य सभी आवृत्तियों के लिए एक निश्चित दर पर फैलती है । मान लीजिए कि उत्सर्जन / अवशोषण के समय एक स्पेक्ट्रम 1, 3 और 5 एनएम 1 की तरंग दैर्ध्य पर लाइनें दिखाता है । फोटॉनों के एक निश्चित समय के लिए यात्रा करने के बाद, स्पेक्ट्रम के सभी तरंग दैर्ध्य 2 से दोगुने हो जाएंगे । पूर्व में 1 एनएम पर लाइन अब 2 एनएम पर देखी जाती है, जो पूर्व में 3 एनएम पर अब 6 एनएम पर देखी जाती है, और मूल रूप से 5 एनएम पर अब 10 एनएम पर देखी जाती है। यद्यपि समय के साथ उनकी पूर्ण आवृत्ति बदल जाती है, एक-दूसरे के सापेक्ष लाइनों की तरंग दैर्ध्य (और आवृत्तियों) का अनुपात स्थिर रहता है।
किसी वस्तु के स्पेक्ट्रम को स्थानांतरित करने वाली सटीक राशि सीधे उसकी दूरी के साथ संबद्ध होती है। जैसा कि ऊपर चित्र में देखा गया है, करीब की वस्तुएं (जैसे सूर्य) कोई लाल-स्थानांतरण नहीं दिखाती हैं। जैसा कि कोई आगे और आगे की वस्तुओं को देखता है, लाल 3 की बढ़ती मात्रा को देखता है ।
ऊपर दिए गए उत्तर में चर्चा में, यह लाइनों में सापेक्ष स्थिति का यह पैटर्न है जो अवशोषण के समय CMBR तापमान से प्रभावित होता है और न कि उस डिग्री को जिस पर लाइनों को स्थानांतरित किया गया है।
1 इसे तकनीकी रूप से रखने के लिए, यह बिंदु जहां शिफ्ट की भयावहता को इंगित करता है, लाल पारियों के लिए सकारात्मक (दूर जाना) और नीली पारियों (दृष्टिकोण) के लिए नकारात्मक है। इस विषय की एक और अधिक गहन चर्चा ( की सटीक परिभाषा सहित ) यहां पाई जा सकती है । z=0zz
2 तरंग दैर्ध्य-दोहरीकरण (फ़्रीक्वेंसी-हॉल्टिंग) बिंदुz=1
3 पर है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि चूंकि उस दर में कुछ अनिश्चितता है जो यूनिवर्स का विस्तार कर रही है, रेड-शिफ़्ट ठीक-ठीक ज्ञात दूरी का संदर्भ नहीं देते हैं। इस प्रकार, खगोलविद और ब्रह्माण्ड विज्ञानी शायद ही कभी दूर की वस्तुओं की दूरियों का उल्लेख करते हैं, कहते हैं, प्रकाश-वर्ष या दर्शन, पसंद करते हैं, बल्कि, रेड-शिफ्ट की मात्रा का उपयोग करने के लिए मनाया गया ( ऊपर उल्लेखित )।z
लाल स्थानांतरण के पीछे का तंत्र यह नहीं है कि फोटॉन स्वयं बदल रहे हैं, बल्कि यह है कि इलेक्ट्रोमैग्नेटिक तरंगों के माध्यम से जाने वाली बहुत ही जगह का विस्तार हो रहा है। (फोटोन कणों और तरंगों दोनों हैं; नहीं, यह बिल्कुल सहज नहीं है।) अंतरिक्ष के इस निरंतर फैलाव से प्रकाश की तरंग दैर्ध्य लाल-स्थानांतरण के प्रभाव और समय के साथ किसी दिए गए फोटॉन की लाल पारी में वृद्धि दोनों को बढ़ाती है।
डगलस हॉफ़स्टैटर, सीसी ए-एसए 3.0
लाल-शिफ्ट CMBR से कैसे संबंधित है?
टिप्पणियों में अल्चिमिस्ता ने पूछा "क्या सीएमबीआर वास्तव में वैसे भी लाल-शिफ्ट की सर्वोत्कृष्टता नहीं है?"
(मैं मान रहा हूँ कि आप सामान्य का उपयोग कर रहे हैं, न कि कॉस्मोलॉजिकल , "क्विंटेसेंस" का अर्थ)
हां, वर्तमान सीएमबीआर तापमान (3 K) आम तौर पर बिग बैंग के बाद लगभग 380,000 वर्षों में उत्सर्जित अपेक्षाकृत उच्च-ऊर्जा फोटॉन (3000 K) के परिणाम के रूप में सहमत होता है, जो ब्रह्मांड के विस्तार द्वारा समय के साथ अपने तरंग दैर्ध्य को बढ़ाया है। स्पेक्ट्रम का अंत (यानी कूलर या कम ऊर्जा)। यह विस्तार हबल एट अल द्वारा अनुमान लगाया गया था । अवलोकन से कि छोटी और मंदक आकाशगंगाएँ (जैसा कि पृथ्वी से देखा गया है) उनके स्पेक्ट्रा में अधिक बदलाव है। स्पष्ट दूरी जितनी दूर होगी, उतनी ही अधिक बड़ी बदलाव होगी। इस स्पष्ट दूरी-सहसंबद्ध लाल पारी का उपयोग करके हम अनुमान लगा सकते हैंयूनिवर्स अतीत में छोटा था और इस तरह सीएमबीआर के लिए उच्च तापमान के साथ सघन था। दूर की आकाशगंगाओं की देखी गई लाल पारियों के आधार पर, हम फिर कटौती कर सकते हैं, लेकिन सीधे तौर पर नहीं, सीएमबीआर तापमान प्रत्येक दूरी पर क्या था।
उपरोक्त कागज के लेखकों ने अतीत में एक विशिष्ट समय में सीएमबीआर के तापमान का प्रत्यक्ष माप किया था । मापा तापमान आज की तुलना में अधिक है जो एक सघन और इस प्रकार छोटे ब्रह्मांड का अर्थ है। शोधकर्ताओं ने आगे पाया कि सीधे मापा गया तापमान बड़े करीने से फिट बैठता है जिसका अध्ययन आकाशगंगा की देखी गई लाल पारी से हुआ है।
संक्षेप में, अनुमान की श्रृंखला बदली गई है:
- रेड-शिफ्टिंग के आधार पर तर्क के लिए:
स्पष्ट दूरी के साथ लाल पारियों को बढ़ाना (सीधे मापा जाता है) ⇒ विस्तार ⇒ पिछले समय में ड्रेन यूनिवर्स ⇒ अतीत में उच्चतर सीएमबीआर तापमान।
- पिछले तापमान (इस कागज के साथ) के प्रत्यक्ष माप के लिए: अतीत में
उच्च सीएमबीआर तापमान (सीधे मापा जाता है) भूतकाल में डेंसर यूनिवर्स ⇒ विस्तार ⇒ अवलोकनित लाल पारी।
बड़े पैमाने पर एक-दूसरे के समर्थन और साक्ष्य के विभिन्न सेटों के आधार पर ये दो इंजेक्शन श्रृंखलाएं।
ध्यान देने वाली एक बात यह है कि सीएमबीआर विस्तार द्वारा नहीं बनाया गया था (कम से कम सीधे नहीं) बल्कि यह विस्तार है जो इसके वर्तमान तापमान और एकरूपता को बताता है। बिग बैंग सिद्धांत के अनुसार, प्रारंभिक ब्रह्मांड बहुत घना था; इतना घना और गर्म कि सारा पदार्थ उपपरमाण्विक कणों का एक प्लाज़्मा था, फोटॉन के अपारदर्शी। बिग बैंग के लगभग 380,000 साल बाद यूनिवर्स ठंडा हो गया था (विस्तार के माध्यम से) जो प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों को जोड़कर तटस्थ हाइड्रोजन गैस (जो पारदर्शी है) बना सकता है। सीएमबीआर वह प्रकाश है जो इस समय मुक्त किया गया था और तब से ठंडा हो रहा है।