Эффект Доплера является неотъемлемой частью современных теорий о начале Вселенной.
В 1842 году физик и математик Кристиан Доплер обнаружил, что если источник звука и наблюдатель движутся друг относительно друга, частота звука, воспринимаемого наблюдателем, не совпадает с частотой источника звука. Сегодня мы называем это явление «эффектом Доплера» и именно с его помощью астрономы ищут экзопланеты миры, которые вращаются вокруг других звезд за пределами нашей Солнечной системы. 442 из 473 известных на сегодняшний день экзопланет были обнаружены с помощью эффекта Доплера, который описывает изменения частоты любого вида звуковой или световой волны, производимой движущимся источником относительно наблюдателя. Явление, открытое австрийским ученым в 19 веке является неотъемлемой частью современных теорий о происхождении нашей Вселенной и используется при прогнозировании погоды, изучении движения звезд, а также в диагностике сердечно-сосудистых заболеваний.
Представьте себе лужу, в центре которой сидит довольный жук. Каждый раз, когда он встряхивает лапками, он создает помехи, которые перемещаются по воде. Если эти возмущения возникают в какой-то точке, то будут распространяться из этой точки во всех направлениях. Поскольку каждое возмущение движется в одной и той же среде, все они будут двигаться во всех направлениях с одинаковой скоростью.
Узор, создаваемый лапками жука, будет представлять собой серию кругов, достигающих краев лужи с одинаковой частотой. Наблюдатель в точке А (левый край лужи) увидит возмущения, бьющиеся о край лужи с той же частотой, что и наблюдатель в точке В (правый край лужи). На самом деле частота, с которой круги достигают края лужи, будет такой же, как частота, с которой жук шевелит лапками, определим ее двумя возмущениями в секунду.
Тело и кончики ног водомерок покрыты жесткими волосками, которые помогают им скользить по воде.
Теперь предположим, что жук плывет к наблюдателю В, производя возмущения с той же частотой. Поскольку насекомое движется вправо, каждое возмущение возникает ближе к наблюдателю В и дальше от наблюдателя А и, соотвественно, достигнет наблюдателя В быстрее. При этом наблюдателю В будет казаться, что частота прихода возмущений выше, чем частота, с которой эти возмущения возникают; наблюдателю А, напротив, покажется, что частота возмущений ниже, чем на самом деле. Этот пример, надеемся, неплохо иллюстрирует эффект Доплера.
Еще больше увлекательных статей о физических открытиях,
которые изменили мир, читайте на нашем канале
в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на
сайте!
Если нет, то отметим, что эффект Доплера можно наблюдать для любого типа волны волны воды, звуковой волны, световой волны и так далее. Представьте, что вам навстречу движется полицейская машина. Когда автомобиль приближается к вам с включенной сиреной, звук сирены становится громче, но становится тише, по мере того, как машина проезжает мимо. Это еще один пример эффекта Доплера явного сдвига частоты звуковой волны, создаваемой движущимся источником.
Эффект Доплера представляет большой интерес для астрономов, которые используют информацию о сдвиге частоты электромагнитных волн, производимых движущимися звездами в нашей галактике и за ее пределами. На самом деле предположение исследователей о том, что наша Вселенная расширяется с ускорением, частично основано на наблюдениях электромагнитных волн, испускаемых звездами в далеких галактиках. Определить специфическую информацию о звездах внутри галактик также можно с помощью эффекта Доплера.
Современные телескопы позволяют астрономам изучать звезды в далеких галактиках. Как правило, они ищут источники света, которые испускают электромагнитные волны. Наблюдать эффект Доплера астрономы могут, когда звезда вращается вокруг собственного центра масс и движется либо по направлению к Земле либо от нее. Эти сдвиги длины волны можно увидеть в виде тонких изменений в спектре звезды радуги цветов, испускаемых светом.
Когда звезда движется к нам, ее длины волн сжимаются, и
спектр приобретает голубоватый цвет. Когда звезда удаляется от нас,
ее спектр светится красным.
Распространtнность планетных систем в Млечном Пути в представлении художника.
Чтобы наблюдать красное и синие свечение, астрономы используют спектрограф призмообразный прибор высокого разрешения, который разделяет входящие световые волны на различные цвета. Во внешнем слое каждой звезды есть атомы, которые поглощают свет на определенных длинах волн, и это поглощение проявляется в виде темных линий в различных цветах спектра звезды. Исследователи используют сдвиги в этих линиях как удобные маркеры для измерения величины эффекта Доплера.
Читайте также:
Эффект Манделы почему люди помнят то, чего не было?
Нельзя не отметить, что эффект Доплера используют не только в астрономии. Посылая радиолокационные лучи в атмосферу и изучая изменения длин волн возвращающихся лучей, метеорологи ищут воду в атмосфере. Эффект Доплера также используется в медицине с эхокардиограммами, которые посылают ультразвуковые лучи через тело для измерения изменений в кровотоке, чтобы убедиться, что сердечный клапан работает правильно, или для диагностики сердечно-сосудистых заболеваний.
Собаки способны ревновать и ученые это доказали
Ученые уже давно доказали, что собаки являются одними из самых умных домашних животных. Некоторые исследователи уверены, что многие породы собак обладают интеллектом как у 7-летних де
От клещевого энцефалита есть лекарство, но от него возникает много побочных эффектов
С апреля по октябрь каждого года любителям прогулок на природе важно проявлять осторожность и носить максимально закрытую одежду. Дело в том, чт
Вулканическая лава не может полностью уничтожить деревья. Сейчас выясним, почему
Каждый год на Земле происходит около 60 извержений вулканов. Некоторые из них застают нас врасплох, поэтому становятся причиной разрушений многих зданий
Нет ничего более теплого, чем виниловый проигрыватель и приглушенный свет.
Возможно, многие из вас помнят те времена, когда музыка была в основном на пластинках. Кто-то родился позже, но застал такие проигрыватели у
Космическая пыль под микроскопом похожа на облака
Космос гораздо ближе к нам, чем кажется. Воздух на нашей планете буквально насыщен космической пылью, которая образуется при разрушении комет, астероидов и других подобных объек
Людей с настоящими рыжими волосами очень мало всего около 2% от всего населения Земли
Если верить статистике, рыжим цветом волос и бледной кожей обладает только 1-2% населения Земли. Чаще всего рыжие люди живут на севере и западе
Команда ученых предложила новый способ для разрешения кризиса в космологии с помощью гравитационных волн.
ХХ век подарил миру множество удивительных открытий: в 1916 году знаменитый на весь мир физик по имени Альберт Эйнштейн опубликовал общу
Эффект Доплера является неотъемлемой частью современных теорий о начале Вселенной.
В 1842 году физик и математик Кристиан Доплер обнаружил, что если источник звука и наблюдатель движутся друг относительно друга, частота звука, воспринимаем
C момента своего рождения наша Вселенная расширяется со все возрастающей скоростью.
Немногим больше ста лет назад никто на нашей планете не знал, что Вселенная расширяется. Но несмотря на все беды и несчастья, которые ХХ век принес ч
Существуют веские причины, по которым ученые считают, что в космосе существует материя, которую мы не видим.
Земля слухами полнится. Так, время от времени на просторах всемирной паутины можно встретить статьи о том, что «таинственную
Кадр из сериала «Черное зеркало», эпизод Playtest.
В одной из серий мультсериала «Рик и Морти» один из главных героев, будучи похищенным инопланетянами, попадает в ультра-высокотехнологичную компьютерную симуляцию и не замечает этого, продолжа
Пока, 2020!
2020 год оказался полон удивительных открытий. Самым большим достижением современной науки в 2020 году, безусловно, является рекордно быстрая разработка эффективных вакцин против COVID-19. Это самый настоящий подвиг исследователе
Посадочный модуль iSpace в представлении художника
Когда речь заходит о космических миссиях, люди обычно думают о проектах агентства NASA, компании SpaceX и корпорации Роскосмос. Но относительно недавно успехи в плане покорения косм
Кадр из трансляции запуска космического корабля New Shepard
На данный момент развитием космического туризма занимаются не только компании Virgin Galactic и SpaceX. В 2006 году основанная главой Amazon Джеффом Безосом (Jeff Bezo
Марсоход Curiosity стоит несколько миллиардов долларов, но защищен обыкновенными стяжками. Как вы думаете, почему?
В 1960-е годы вести записи будучи в космосе было очень сложно, потому что обычные ручки не пишут в невесомости. Вы
Команда ученых предложила новый способ для разрешения кризиса в космологии с помощью гравитационных волн.
ХХ век подарил миру множество удивительных открытий: в 1916 году знаменитый на весь мир физик по имени Альберт Эйнштейн опубликовал общу
Космическая пыль под микроскопом похожа на облака
Космос гораздо ближе к нам, чем кажется. Воздух на нашей планете буквально насыщен космической пылью, которая образуется при разрушении комет, астероидов и других подобных объек
Вот уже два десятилетия физики знают, что наша Вселенная расширяется с ускорением.
Подобно тесту с изюмом, поднимающимся в разгоряченной печи, в наблюдаемом пространстве (то есть Вселенной) галактики и даже целые скопления разлетаются дру
Ранний череп человека из Дманиси, Грузия (слева) и более поздний череп человека из Сангирана, Индонезия (справа). Виртуальная реконструкция их мозга показывает, что у дманисского индивидуума был более обезьяноподобный мозг, в то время как мозг сангиранс
Впервые физики использовали лазерный свет (фиолетовый) для охлаждения антиматерии. Серые линии показывают движение атома антиводорода до охлаждения; синие-после.
Пока мы с вами заняты повседневными делами, ученые в ЦЕРН охлаждают почти до абсо
Сотрудники службы безопасности в полном защитном снаряжении у здания полевого госпиталя скорой помощи Лейженшань в Ухане, Китай, в апреле прошлого года.
Ну что, кажется давненько тут не было новостей о коронавирусе, так что исправляем с
Один из миллионов: ДНК-не единственная генетическая молекула
Согласно результатам нового исследования, миллионы возможных химических соединений могут быть использованы для хранения генетической информации. Более того, ученые предполагают, что
В прошлом году мальчик из города Духок, в Ираке, перенес операцию по удалению двух лишних мужских половых органов.
Чего только в мире не происходит в прошлом году в Ираке родился мальчик с первым зарегистрированным в истории случаем трифалли
Несмотря на то, что высадка на Луну состоялась в 1968 году, сегодня тысячи людей по всему миру не верят, что люди и правда были на Луне.
Жители Древнего Рима распространяли теории заговора, царапая граффити на городских стенах. В 1307 году