天文学

1842年5月25日,克里斯蒂安·多普勒在波希米亚皇家学会上发表了《论双星的彩色光》一文,从此闻名于世。

多普勒效应和彩色恒星

在多普勒时代,物理学家们正在学习如何测量光的频率(光是一种电磁振荡),并注意到红光的频率最低为390太赫兹,低于蓝光,而蓝光的频率最高为770太赫兹(390太赫兹意味着每秒产生390万亿次振荡)。

由于每种化学元素都会以该元素特有的频率发射(或吸收)光,因此,利用玻璃棱镜或衍射光栅将光线分成彩虹状,是研究这些元素“光谱线”的有力分析方法。

恒星远离我们的速度越快,我们看到的它发出的光的频率就越低,因此产生的红移也就越大。在这样的恒星中观测到的来自特定元素的光的频率就会低于在地球实验室中测量到的频率,也低于来自太阳中相同元素的光的频率。

将这一原理应用于轨道平面与我们的视线近似一致的双星,我们就会看到这些恒星周期性地向我们移动或远离我们。多普勒得出一个正确结论,它将周期性地改变恒星的颜色,他对这种颜色位移的计算现在被称为“多普勒效应”。

现代文学:多普勒效应的应用

天文学家利用多普勒效应测量恒星、气体云和星系的径向速度。通过测量双星和星系的旋转运动,可以利用牛顿力学定律确定天体的质量。对银河系中心恒星运动的研究获得了2020年诺贝尔奖,他们证明了比太阳质量大400万倍的黑洞的存在。多普勒效应还揭示出,当恒星以超新星的形式爆炸时,它们喷出物质的速度超过光速的10%。

如果没有克里斯蒂安-多普勒的贡献,现代天文学将不复存在。