Rooiverskuiwing

In die natuur- en sterrekunde vind rooiverskuiwing of slegs rooiskuif plaas wanneer die lig van ’n voorwerp wat van die waarnemer wegbeweeg, proporsioneel toeneem in golflengte (en afneem in frekwensie), en dus verskuif na die rooi kant van die spektrum. Die teenoorgestelde effek, wanneer ’n verskuiwing plaasvind na ’n korter golflengte (en groter frekwensie), dus na die blou deel van die spektrum, word blouverskuiwing genoem. Dit gebeur wanneer ’n voorwerp in die rigting van die waarnemer beweeg.

Rooi- en blouverskuiwing.

Hoe vinniger die voorwerp wegbeweeg, hoe langer word die golflengte en hoe groter is die rooiverskuiwing. Dieselfde effek in geluidsgolwe kom voor by die verandering in toonhoogte van byvoorbeeld ’n ambulans se sirene terwyl dit na ons ry of van ons af wegry: wanneer ’n ambulans na 'n waarnemer beweeg, verkort die klankgolwe en word 'n hoër toonhoogte gehoor en wanneer die ambulans wegbeweeg, word die golflengtes langer en word 'n laer toonhoogte gehoor.

In die praktyk is die rooiverskuiwing in liggolwe net meetbaar in voorwerpe in die heelal wat minstens ’n paar miljoen ligjare van die Aarde af is en teen baie hoë snelhede beweeg. Dit vind plaas vanweë die Doppler-effek en ’n sterk swaartekragveld waardeur die straling hom voortplant.

Rooiverskuiwing is veral belangrik in die sterrekunde omdat die meeste voorwerpe in die ruimte wegbeweeg van die Aarde af vanweë die uitdying van die heelal.

Die meting van rooiverskuiwing

Die spektraallyne in die sigbare spektrum van ’n superswerm in ’n verafgeleë sterrestelsel (regs), in vergelyking met die lyne in die spektrum van die Son (links). Die pyle dui die rooiverskuiwing aan. Golflengtes word langer en skuif na die rooi kant van die spektrum.

Die spektrum van lig wat van ’n enkele voorwerp kom, kan gemeet word. Elemente toon spesifieke spektraallyne in dié spektrum. ’n Baie algemene element in die ruimte is waterstof. As lig op Aarde deur waterstof skyn, het dit spesifieke spektraallyne, wat soos dié in die illustrasie regs lyk. In lig van ’n verafgeleë voorwerp wat van die Aarde wegbeweeg, sal die spektraallyne dieselfde lyk, maar hul golflengte sal langer wees.

Rooiverskuiwing word kwantitatief uitgedruk in die relatiewe verandering z van die golflengte λ ten opsigte van die uitgestuurde golflengte λ₀:

$z={\frac {\lambda -\lambda _{0}}{\lambda _{0}}}={\frac {f_{0}-f}{f}}$

Uitgedruk in frekwensies is z die relatiewe verandering van die uitgestuurde frekwensie f₀ ten opsigte van die waargenome frekwensie f.

As die rooiverskuiwing die gevolg is van die Doppler-effek omdat die ligbron met ’n snelheid v van die waarnemer wegbeweeg, is:

$z={\sqrt {\frac {c+v}{c-v}}}-1={\sqrt {\frac {1+{\frac {v}{c}}}{1-{\frac {v}{c}}}}}-1$

As z ’n positiewe getal is (z > 0), is dit ’n rooiverskuiwing; as dit ’n negatiewe getal is (z < 0), ontstaan ’n blouverskuiwing.

Vir snelhede v wat baie kleiner is as die ligsnelheid c, geld die volgende formule vir ’n benaderde rooiverskuiwing:

$z\approx {\frac {v}{c}}.$

Verdere leesstof

• Odenwald, S. & Fienberg, RT. 1993; "Galaxy Redshifts Reconsidered" in Sky & Telescope Feb. 2003; ble. 31–35
• Lineweaver, Charles H. en Tamara M. Davis, "Misconceptions about the Big Bang", Scientific American, Maart 2005
• Nussbaumer, Harry; Bieri, Lydia (2009). Discovering the Expanding Universe. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-51484-2.
• Binney, James; Merrifeld, Michael (1998). Galactic Astronomy. Princeton University Press. ISBN 0-691-02565-7.
• Carroll, Bradley W. and Dale A. Ostlie (1996). An Introduction to Modern Astrophysics. Addison-Wesley Publishing Company, Inc. ISBN 0-201-54730-9.

Eksterne skakels

• Ned Wright's Cosmology tutorial
• Artikel by Space.com
• Inskrywing by Cosmic Reference Guide Geargiveer 3 Desember 2005 op Wayback Machine

• Wikimedia Commons het meer media in die kategorie Rooiverskuiwing.
• Hierdie artikel is vertaal uit die Engelse en Nederlandse Wikipedia