Jump to content

سور رنګ ته لېږد

د ويکيپېډيا، وړیا پوهنغونډ له خوا

په فزیک کې سور رنګ ته لېږد (په انګلیسي: redshift) د الکترو مقناطیسي وړانګو (لکه د نور) د څپو اوږدوالی او همدارنګه په فریکونسي او فوټون انرژي کې متناظر کمښت دی. بل پلو د څپو لنډېدل او هم مهاله په فریکونسي او انرژۍ کې زیاتوالی سور رنګ ته د منفي لېږد په توګه او یا هم آبي رنګ ته لېږد (blueshift) ګڼل کېږي. دغه اصطلاحات د سور او آبي رنګ څخه اخیستل شوی چې د څرګندې رڼا له حد اکثر طیف څخه سرچینه اخلي.

په ستور پوهنه او کاینات پوهنه کې درې موارد سور رنګ ته د الکترو مقناطیسي لېږد لاملونه ګڼل کېږي:

  1. وړانګې د هغو اجسامو ترمنځ تېرېږي چې له یو بل څخه لرې کېږي («نسبیتي» سره رنګ ته لېږد، د نسبیتي ډاپلر اغېز بېلګه ده)،
  2. وړانګې د لږ جاذبوي پوتنشیل لرونکو اجسامو پر لور حرکت کوي، یعنې په لږ انحنا (تر ډېره مسطح) لرونکي تشیال وخت کې د یو جسم پر لور (سور رنګ ته جاذبوي لېږد)،
  3. وړانګې د مخ پر زیاتېدونکې فضا په لور حرکت کوي (سور رنګ ته کیهاني لېږد). ټولې نورې سرچینې په کافي کچه له ځمکې څخه د فاصلې له مخې سور رنګ ته لېږد له ځانه ښيي؛ چې دغه موضوع د هابل د قانون په توګه هم پېژندل کېږي.

سور رنګ ته نسبیتي، جاذبوي او کیهاني لېږد کېدلای شي د لېږد د قوانینو په اډانه کې درک شي. جاذبوي څپې چې د نور په چټکتیا حرکت کوي سور رنګ ته د لېږد د ښکارندې موضوع ګرځي.

سور رنګ ته د پیاوړي لېږد بېلګه ګاما وړانګه ده چې د ایکس وړانګو په ډله کې شمېرل کېږي، یا هم دا چې لید وړ وړانګه په پیل کې د راډیويي موج په توګه درک کېږي. سور رنګ ته ظریف لېږد د نجومي اجسامو د طیف سنجۍ په مشاهداتو کې لیدل کېږي او په ځمکنیو ټکنالوژیو لکه په ډاپلر رادار او راداري تفنګچو (radar guns یا هغه وسایل چې په لویو لارو کې د موټرو چټکتیا پرې مومي) کې ترې کار اخیستل کېږي.

یو شمېر نور فیزیکي بهیرونه هم شتون لري چې کولای شي د الکترومقناطیسي وړانګو د فریکونسي د تغیر له دې ډلې د هغو د انتشار او نوري اغېزو لامل ګرځي؛ ورته مهال سره رنګ ته د (نجومي) لېږد څخه تر لاسه کېدوني بدلونونه تشخیص وړ دي او په عامه توګه هغو ته اشاره نه کېږي.

سره رنګ ته د لېږد کچه په عمول ډول د z په حرف ښوول کېږي چې د څپې په اوږدوالي کې کسري بدلون (مثبت، سره رنګ ته د لېږد او منفي آبي رنګ ته د لېږد) او د موج د اوږوالی نسبت 1 + z ښيي (< ۱ د سره رنګ لپاره، > ۱ د آبي لپاره).

تاریخچه[سمول]

د دغې موضوع تاریخچه په ۱۹مې پېړۍ کې د څپو د میخانیکونو له پراختیا او ډاپلر اغېز ته په اړوندو ښکارندو کې د څېړنو راهیسې را پیل شوه. دغه اغېز د کریسټین ډاپلر په نوم ونومول شو، ځکه چې نوموړي په ۱۸۴۲ زکال کې د لومړي ځل لپاره د دغې ښکارندي فزیکي توضیح وړاندې کړه. همدغه فرضیه په ۱۸۴۵ زکال کې هالنډي عالم کریسټوفر بایز بالوټ په غږیزو څپو کې و ازمویله او تائید یې کړه. ډاپلر په سمه توګه وړاندوینه کړې وه چې دغه ښکاره په ټولو څپو کې د پلي کېدو وړ ده، په ځانګړې توګه هغه دا هم څرګنده کړه چې د ستورو بېلابېل رنګونه کېدای شي د ځمکې په نسبت د هغو د حرکت له امله وي. ورته مهال وړاندې له دې چې دغه موضوع تائید کړای شي څرګنده شوه چې د ستورو رنګونه د هغو د تودوخې له امله دي نه د هغو د حرکت پر بنسټ. وروسته بیا د منل شوو مشاهداتو پر بنسټ سور رنګ ته د لېږد له مخې د ډاپلر وړاندوینه تائید شوه. [۱][۲][۳]

د ډاپلر له خوا سره رنګ ته د لېږد لومړنۍ فرضیه د فرانسوي فزیک پوه هیپولیت فیزو له خوا په ۱۸۴۸ زکال کې توضیح شوه، چې د ډاپلر د اغېز له مخې یې په ستور کې د لیدل شوو کرښو بدلون ته اشاره لرله. دغه اغېز ځینې مهالونه د «ډاپلر – فیزو اغېز» په توګه هم بلل کېږي. په ۱۸۶۸ زکال کې بریتانوي ستوری پېژندونکی ویلیام هاګینز لومړنی کس و چې له دغې کړنلارې څخه په ګټې اخیستو یې له ځمکې څخه د ستورو د لرې کېدو چټکتیا اندازه کړه. په ۱۸۷۱ زکال کې هغه مهال چې په فراونهوفر کرښو کې دغه ښکارندې د لمر له څرخ څخه په ګټنې نږدې0.1 Å سره رنګ ته لېږد له ځانه وښود؛ سره رنګ ته نوري لېږد تائید شو. په ۱۸۸۷ زکال کې ووګل او شاینر د ډاپلر کلني اغېز یا د ځمکې د مداري سرعت له امله د خسوف او کسوف پر بنسټ د ستورو په موقعیتونو کې د ډاپلر بدلون کشف کړ. په ۱۹۰۱ زکال کې آریستارخ بیلوپولسکي په لابراتور کې سره رنګ ته نوري لېږد د څرخ لرونکو اینو له سیسټم څخه په ګټې اخیستې تائید کړ. [۴][۵][۶][۷]

داسې ښکاري چې په چاپي بڼه سره رنګ ته د لېږد اصطلاح (له تېر ډول سره په اړیکې لرلو) د لومړي ځل لپاره د امریکايي ستوري پېژندونکي والټر اس. آدامز له خوا په ۱۹۰۸ زکال کې کارول شوې، چې په هغو کې نوموړي «سره رنګ ته د نیبولار یا سحابي طبیعي بدلون د دوه لارو چارو څېړنې» ته اشاره کړې. [۸][۹]

په ۱۹۱۲ زکال کې د مشاهداتو په پیل سره، وسټو سلیفر وموندله چې ډېری مارپیچي کهکشانونه چې هغه مهال د مارپیچي سحابي ګانو په توګه ګڼل کېدل، په پام وړ توګه سره رنګ ته د لېږد څرګندويي کوي. سلیفر د لومړي ځل لپاره په دغه اړوند د خپلې اندازه ګیرۍ راپورونه د لوول رصد خانې (Lowell Observatory) په بولټن کې وړاندې کړل. درې کاله وروسته هغه په پاپولر آسټرانومي (Popular Astronomy) ژورنال کې په دې اړوند خپله بیاکتنه ولیکله. نوموړي په خپله دغه لیکنه کې څرګنده کړه «دغه لومړنی کشف چې آندرومدا لوی مارپیچ په ثانیه کې ۳۰۰ کیلومتره استثنايي چټکتیا لري؛ وه یې ښووله چې په دغه مهال کې شته وسایل نه یوازې د مارپیچونو د طیف بلکې د هغو د چټکتیا د ارزونې وړتیا هم لري».[۱۰][۱۱][۱۲]

سلیفر په آسماني کره کې د پنځلسو مارپیچي سحابي ګانو د چټکتیا اړوند معلومات وړاندې کړل چې یوازې له دریو پرته یې نورو ټولو د لید وړ «مثبته» چټکتیا لرله. ورپسې آډوین هابل د خپل همنومي هابل د قانون په فورمول بندۍ د «سحابي» ګانو ترمنځ سره رنګ ته د لېږد تقریبي بدلون او د هغو ترمنځ فاصله کشف کړه. دغو مشاهداتو په ۱۹۲۲ زکال کې د الکساندر فریدمن چارې چې له مخې یې د فریدمن – لمتر معادلات موندلي و؛ تائید کړې. نن ورځ دغه موضوعات د انبساط په حالت کې نړۍ او د لویې چاودنې (بېګ بنګ) نظریې لپاره تر ټولو قوي شواهد ګڼل کېږي. [۱۳][۱۴][۱۵]

اندازه ګیری[سمول]

هغه نوري طیف چې یوه سرچینه لري کېدای شي اندازه شي. د دې لپاره چې سور رنګ ته لېږد واضح کړو، د هغو د نور ځانګړنې لکه جذب کېدونې کرښې، د انتشار کرښې او یا هم د نور په شدت کې شامل ټول تغیرات باید وپلټل شي. د دغو ځانګړنو په موندنې سره کېدلای شي هغه د ځمکې پر سر د رامنځته شوو کیمیاوي ترکیباتو په طیف کې له پېژندل شوو بېلابېلو ځانګړونو سره پرتله کړای شي. په فضا کې تر ټولو معمول عنصر هایدروجن دی. د کومې ځانګړنې نه لرونکی نوري طیف چې له هایدروجن څخه تېرېږي هایدروجن ته اړوند مشخص طیف له ځانه ښيي چې په مهالیزو فواصلو کې منظمې ځانګړنې مومي. که چېرې جذبي کرښو ته محدود وي، یوې نقاشۍ ته ورته ډول له ځانه ښيي. که چېرې همدغه مهالیز فواصل د یوې لرې نوري منبع په طیف کې د لېږدونکو څپو له مخې ولیدل شي کېدای شي هغه د هایدروجن په توګه هم وګڼل شي. [۱۶][۱۷]

په ستور پوهنه کې مشاهدات[سمول]

په ستور پوهنه کې هم کېدای شي سور رنګ ته لېږد اندازه شي ځکه چې د اتومونو د پیوند کولو او جذب کولو طیفونه په ښه توګه پېژندل شوي او د ځمکې پر سر لابراتورانو د ازموینو د طیف سنجۍ له مخې سنجش شوي دي. هغه مهال چې په بېلابېلو جذبي او پیوندي کرښو کې سور رنګ ته لېږد له یو نجومي جسم څخه اندازه کېږي، z په پام وړ توګه ثابت وي. په داسې حال کې چې لرې اجسام کېدای شي په لږ کچه بلور (خړ) او کرښې یې پراخې شي، دا له هغو څخه زیات نه دی چې د سرچینې د حرارتي یا میخانیکي تحرک پر مټ توضیح شي. د دغو لاملونو له امله د ستورپوهانو ترمنځ د نظر اتفاق پر دې دی چې سره رنګ ته لېږد چې لیدل کېږي سره رنګ ته د ډاپلر لېږد د ثابتو دریو ډولونو د ترکیب له امله دی. [۱۸]

سرچينې[سمول]

  1. Doppler, Christian (1846). Beiträge zur fixsternenkunde. 69. Prague: G. Haase Söhne. Bibcode:1846befi.book.....D. منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود)
  2. Maulik, Dev (2005). "Doppler Sonography: A Brief History". In Maulik, Dev; Zalud, Ivica (سمونګران). Doppler Ultrasound in Obstetrics And Gynecology. Springer. د کتاب نړيواله کره شمېره 978-3-540-23088-5. منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود)
  3. O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F. (1998). "Christian Andreas Doppler". MacTutor History of Mathematics archive. University of St Andrews. منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود)
  4. Huggins, William (1868). "Further Observations on the Spectra of Some of the Stars and Nebulae, with an Attempt to Determine Therefrom Whether These Bodies are Moving towards or from the Earth, Also Observations on the Spectra of the Sun and of Comet II". Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 158: 529–564. Bibcode:1868RSPT..158..529H. doi:10.1098/rstl.1868.0022. منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود)
  5. Reber, G. (1995). "Intergalactic Plasma". Astrophysics and Space Science. 227 (1–2): 93–96. Bibcode:1995Ap&SS.227...93R. doi:10.1007/BF00678069. S2CID 30000639. منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود)
  6. Pannekoek, A (1961). A History of Astronomy. Dover. مخونه 451. د کتاب نړيواله کره شمېره 978-0-486-65994-7. منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود)
  7. Bélopolsky, A. (1901). "On an Apparatus for the Laboratory Demonstration of the Doppler-Fizeau Principle". Astrophysical Journal. 13: 15. Bibcode:1901ApJ....13...15B. doi:10.1086/140786. منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود)
  8. de Sitter, W. (1934). "On distance, magnitude, and related quantities in an expanding universe". Bulletin of the Astronomical Institutes of the Netherlands. 7: 205. Bibcode:1934BAN.....7..205D. It thus becomes urgent to investigate the effect of the redshift and of the metric of the universe on the apparent magnitude and observed numbers of nebulae of given magnitude منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود)
  9. Adams, Walter S. (1908). "Preliminary catalogue of lines affected in sun-spots". Contributions from the Mount Wilson Observatory / Carnegie Institution of Washington. Contributions from the Solar Observatory of the Carnegie Institution of Washington: Carnegie Institution of Washington. 22: 1–21. Bibcode:1908CMWCI..22....1A. منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود) Reprinted in Adams, Walter S. (1908). "Preliminary Catalogue of Lines Affected in Sun-Spots Region λ 4000 TO λ 4500". Astrophysical Journal. 27: 45. Bibcode:1908ApJ....27...45A. doi:10.1086/141524. منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود)
  10. Slipher, Vesto (1912). "The radial velocity of the Andromeda Nebula". Lowell Observatory Bulletin. 1 (8): 2.56–2.57. Bibcode:1913LowOB...2...56S. The magnitude of this velocity, which is the greatest hitherto observed, raises the question whether the velocity-like displacement might not be due to some other cause, but I believe we have at present no other interpretation for it منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود)
  11. Slipher, Vesto (1915). "Spectrographic Observations of Nebulae". Popular Astronomy. 23: 21–24. Bibcode:1915PA.....23...21S. منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود)
  12. Slipher, Vesto (1915). "Spectrographic Observations of Nebulae". Popular Astronomy. 23: 22. Bibcode:1915PA.....23...21S. منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود)
  13. Hubble, Edwin (1929). "A Relation between Distance and Radial Velocity among Extra-Galactic Nebulae". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 15 (3): 168–173. Bibcode:1929PNAS...15..168H. doi:10.1073/pnas.15.3.168. PMC 522427. PMID 16577160. منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود)
  14. This was recognized early on by physicists and astronomers working in cosmology in the 1930s. The earliest layman publication describing the details of this correspondence is Eddington, Arthur (1933). The Expanding Universe: Astronomy's 'Great Debate', 1900–1931. Cambridge University Press. منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود) (Reprint: ISBN 978-0-521-34976-5)
  15. Friedman, A. A. (1922). "Über die Krümmung des Raumes". Zeitschrift für Physik. 10 (1): 377–386. Bibcode:1922ZPhy...10..377F. doi:10.1007/BF01332580. S2CID 125190902. منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود) English translation in Friedman, A. (1999). "On the Curvature of Space". General Relativity and Gravitation. 31 (12): 1991–2000. Bibcode:1999GReGr..31.1991F. doi:10.1023/A:1026751225741. S2CID 122950995. منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود))
  16. See, for example, this 25 May 2004 press release from NASA's Swift space telescope that is researching gamma-ray bursts: "Measurements of the gamma-ray spectra obtained during the main outburst of the GRB have found little value as redshift indicators, due to the lack of well-defined features. However, optical observations of GRB afterglows have produced spectra with identifiable lines, leading to precise redshift measurements."
  17. See [۱] for a tutorial on how to define and interpret large redshift measurements.
  18. When cosmological redshifts were first discovered, Fritz Zwicky proposed an effect known as tired light. While usually considered for historical interests, it is sometimes, along with intrinsic redshift suggestions, utilized by nonstandard cosmologies. In 1981, H. J. Reboul summarised many alternative redshift mechanisms that had been discussed in the literature since the 1930s. In 2001, Geoffrey Burbidge remarked in a review that the wider astronomical community has marginalized such discussions since the 1960s. Burbidge and Halton Arp, while investigating the mystery of the nature of quasars, tried to develop alternative redshift mechanisms, and very few of their fellow scientists acknowledged let alone accepted their work. Moreover, Goldhaber; et al. (2001). "Timescale Stretch Parameterization of Type Ia Supernova B-Band Lightcurves". Astrophysical Journal. 558 (1): 359–386. arXiv:astro-ph/0104382. Bibcode:2001ApJ...558..359G. doi:10.1086/322460. S2CID 17237531. منځګړی |CitationClass= له پامه غورځول شوی (لارښود) pointed out that alternative theories are unable to account for timescale stretch observed in type Ia supernovae