私たちが音を研究したとき、音源が観察者から離れたり近づいたりすると、知覚される音の周波数が変化することがわかりました。この現象はドップラー効果と呼ばれます。
また、観測者に対して速度vで移動する電磁波源によって生成される電磁波の周波数を測定するときに、ドップラー効果を観測することもできます。音源と観測者の間に相対的な動きがあった場合に観測者が知覚する周波数f は次のとおりです。
ここで、 f 0は生成される波の周波数、 cは光の速度、 vは発生源と観測者の間の相対速度です。正の符号は、音源が観測者に近づく場合に使用されます。ソースと観測者が離れるときは負の符号になります。光波の場合、周波数の変化により、観察者が知覚する色の変化が生じます。発生源と観測者が近づくと、周波数が増加し、波長が減少します。
天文学者は、星が発する光を測定して、その組成を研究することがよくあります。星に存在する各イオンは、非常に特徴的な一連の周波数 (色) で光を放射し、望遠鏡を使用して検出できます。この一連の線 (スペクトル) を測定することで、その星にどのような種類の元素が存在するかを判断できます。
観察されたことは、測定された周波数は一般に、地球または太陽上の対応する元素によって生成される周波数よりもわずかに低いことであり、これは星が地球から遠ざかっていること、つまり宇宙の膨張として知られる現象を示しています。
1920年代、アメリカの天文学者エドウィン・ハッブルは宇宙が膨張していることを発見しました。彼はウィルソン山の望遠鏡を使用して、銀河の外側の星雲や星からの光を測定し、それを太陽の同じ元素から来る光と比較し、それらはすべて太陽から遠ざかり、その速度が増すにつれて速度が増加するという結論に達しました。距離。星の速度は次のように書くことができます。
ここで、 H はハッブル定数として知られており、 R は星から太陽までの距離です。
実際には、速度は km/s で測定され、距離Rはパーセク (pc) で測定されます。1 パーセク = 3.3 光年、または 1 pc = 3.08 x 10 16メートルです。ハッブル定数は
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