هل لاحظ علماء الفلك يومًا تحولًا بنفسجيًا مثل تغيرات زرقاء وتحولات حمراء؟

بالعربي / تحدث التحولات البنفسجي في كل وقت. نسميها التحولات الزرقاء. عندما يصدر النجم الضوء ، فإن لون ضوءه كما هو ملاحظ على الأرض يعتمد على حركته بالنسبة إلى الأرض. إذا كان النجم يتحرك نحو الأرض ، فإن ضوءه يتحول إلى ترددات أعلى على طيف الألوان (نحو نهاية الطيف الأخضر / الأزرق / البنفسجي / فوق البنفسجي / الأشعة السينية / أشعة جاما). يُطلق على إزاحة التردد الأعلى اسم “التحول الأزرق”. كلما تحرك النجم بشكل أسرع نحو الأرض ، زاد تحويل ضوءه إلى ترددات أعلى. في المقابل ، إذا ابتعد نجم عن الأرض ، يتحول ضوءه إلى مستوى أدنىالترددات على طيف الألوان (باتجاه البرتقالي / الأحمر / الأشعة تحت الحمراء / الميكروويف / الراديو من الطيف). يُطلق على إزاحة التردد الأقل اسم “التحول الأحمر”. كلما ابتعد النجم عن الأرض بشكل أسرع ، زاد تحويل ضوءه إلى ألوان ذات تردد أقل. يُعرف هذا التأثير باسم “انزياح دوبلر”. إنه نفس المبدأ في العمل عندما تكون صفارة سيارة الإسعاف القادمة نحوك عالية النبرة ثم تتحول إلى صوت منخفض بمجرد مرور سيارة الإسعاف عليك وتنتقل بعيدًا عنك. يتم استخدام تحول دوبلر أيضًا في بنادق رادار الشرطة لقياس مدى سرعة سيارتك بناءً على كيفية تغير موجة الراديو في التردد عندما ترتد عن سيارتك.

يقول الكتاب الذي يحمل عنوان كتاب الجواب في علم الفلك من تأليف تشارلز ليو ،

“عندما ينبعث جسم ما من الضوء – أو أي نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي ، بالنسبة لهذه المادة – يتحرك نحو شخص ما ، ينخفض ​​الطول الموجي لضوءه المنبعث. وعلى العكس ، عندما يتحرك الجسم بعيدًا ، يزداد الطول الموجي لضوءه المنبعث. الضوء ، الجزء الأكثر زرقة من الطيف له أطوال موجية أقصر ، والجزء الأكثر احمرارًا من الطيف له أطوال موجية أطول.وبالتالي ، فإن تأثير دوبلر للضوء يسمى “التحول الأزرق” إذا كان مصدر الضوء قادمًا نحو مراقب ، و “انزياح أحمر” “إذا كان يتحرك بعيدًا. كلما تحرك الجسم بشكل أسرع ، زاد الانزياح الأزرق أو الانزياح الأحمر.”

ببساطة من خلال النظر إلى ألوان الضوء من النجم ، يمكن لعلماء الفلك معرفة مدى سرعة تحرك هذا النجم بالنسبة إلى الأرض باستخدام انزياح دوبلر. يمكن لأي لون طيفي للضوء أن يتحول إلى أي لون طيفي آخر إذا كانت حركة المصدر صحيحة. لهذا السبب ، إذا تم إزاحة شعاع الضوء البرتقالي إلى اللون الأزرق ، فهذا لا يعني أن لونه النهائي هو الأزرق. هذا يعني فقط أن لونه النهائي قد تم تحويله نحو النهاية الزرقاء للطيف ؛ أي تم تغيير لونه في التردد. الضوء البرتقالي الذي تم إزاحته بحيث ينتهي به الأمر كضوء أصفر تم “إزاحته باللون الأزرق”. الضوء البرتقالي الذي تم إزاحته بحيث ينتهي به الأمر كضوء بنفسجي تم أيضًا “إزاحته باللون الأزرق”. في المقابل ، فإن الضوء البنفسجي الذي يتم إزاحته بحيث ينتهي به الأمر كضوء برتقالي قد تم “إزاحته باللون الأحمر”. عندما يتعلق الأمر بتأثير دوبلر ، يجب سماع كلمة “تحول الأحمر” على أنها “تحول لأسفل” ويجب سماع “تحول اللون الأزرق” على أنها “تحول لأعلى”. على سبيل المثال ، إذا تم إزاحة الأشعة فوق البنفسجية (التي يكون ترددها أعلى من اللون الأزرق) في التردد بحيث ينتهي بها الأمر كأشعة سينية ، فما زلنا نسميها إزاحة زرقاء ، على الرغم من أنها قد تحولت بالفعلبعيدا عن الازرق. تكون هذه الحالة منطقية فقط إذا فسرت “التحول الأزرق” على أنه يعني “التحول لأعلى” وليس “الاتجاه الأزرق”.

الآن يطرح سؤال مثير للاهتمام. نحن نطلق على التحول لأسفل “التحول الأحمر” لأن اللون الأحمر هو اللون الموجود على الحافة السفلية للجزء المرئي من الطيف الكهرومغناطيسي. الأحمر هو أول لون لقوس قزح. مع هذا النوع من التفكير ، يجب أن نطلق على التحول لأعلى “التحول البنفسجي” لأن اللون البنفسجي هو اللون الموجود في الحافة العلوية للجزء المرئي من الطيف الكهرومغناطيسي. البنفسجي هو اللون الأخير لقوس قزح. لكننا لا نفعل. نحن نطلق على التحول لأعلى التحول الأزرق وليس التحول البنفسجي. لماذا ا؟ والسبب هو أن البشر لا يرون البنفسج جيدًا. على الرغم من أن البشر يمكنهم من الناحية الفنية رؤية اللون البنفسجي ، وبالتالي فهو اللون عند الحافة العلوية للطيف المرئي ، إلا أننا لا نراه جيدًا. نتيجة لذلك ، الأزرق هو بحكم الواقع الحافة العلوية للطيف المرئي. هذا هو السبب في أن التحول لأعلى يسمى التحول الأزرق.

تحتوي السماء على جميع ألوان الضوء في جميع الأوقات ، ضع قممها الضوئية بلون واحد في أوقات مختلفة من اليوم. علميًا ، يتغير لون ذروة السماء من شروق الشمس إلى الظهيرة بالترتيب: الأشعة تحت الحمراء ، والأحمر ، والبرتقالي ، والأصفر ، والأخضر ، والأزرق ، والبنفسجي ، والأشعة فوق البنفسجية. لكن البشر يختبرون لون السماء من شروق الشمس حتى الظهر على النحو التالي: الأحمر والبرتقالي والأبيض المصفر والأبيض والأزرق. يرجع الاختلاف بين النسخة العلمية للون السماء وما يختبره البشر إلى ثلاث حقائق: 1) لا تستطيع أعيننا رؤية الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة تحت الحمراء ، 2) أعيننا لا تستطيع رؤية اللون البنفسجي جيدًا ، و 3) تجربة أعيننا مزيج متساوٍ تقريبًا من جميع الألوان مثل الأبيض. من حيث كيفية تجربتنا للسماء ، يبدو أن طيف الألوان يبدأ باللون الأحمر وينتهي باللون الأزرق. الشيء نفسه ينطبق على اللهب المتوهج كما هو الحال في نار المخيم أو على شمعة. علميا تنتقل ألوان اللهب من الأبرد إلى الأكثر سخونة بالترتيب: الأشعة تحت الحمراء ، والأحمر ، والبرتقالي ، والأصفر ، والأخضر ، والأزرق ، والبنفسجي ، والأشعة فوق البنفسجية. لكن البشر يختبرون لون اللهب من أبرد إلى سخونة مثل الأحمر والبرتقالي والأصفر والأبيض والأبيض والأزرق. من التجربة اليومية ، يبدو أن اللون الأزرق هو الطرف العلوي من طيف الألوان المرئي ، على الرغم من أننايمكن رؤية البنفسج من الناحية الفنية. هذا هو السبب في أن التحول الدوبلري التصاعدي يسمى التحول الأزرق. وبالتالي فإن “التحول البنفسجي” يعني نفس الشيء مثل التحول إلى اللون الأزرق إذا تم استخدام العبارة على الإطلاق: التحول إلى الأعلى.

سمح استخدام انزياح دوبلر لعلماء الفلك بعمل ملاحظات مثيرة للاهتمام. في المتوسط ​​، يتحول الضوء من جميع النجوم خارج مجموعتنا المحلية من المجرات إلى اللون الأحمر. وأيضًا ، كلما كان النجم بعيدًا ، كلما تحول ضوءه إلى اللون الأحمر. تشير هذه الحقيقة إلى أن كوننا يتوسع وأن جميع النجوم خارج مجموعتنا المحلية من المجرات تبتعد عنا. أيضًا ، عندما يدور نجم ، تتحرك إحدى حوافه نحونا بالنسبة إلى مركزه بينما تتحرك الحافة الأخرى بعيدًا. نتيجة لذلك ، يتحول الضوء من إحدى حواف النجم إلى اللون الأحمر قليلاً بينما يتحول الضوء من الحافة الأخرى إلى اللون الأزرق قليلاً. يمكن لعلماء الفلك استخدام هذين التحولين لحساب مدى سرعة دوران النجم. يمكن استخدام نفس الطريقة لحساب مدى سرعة دوران المجرة.

المصدر / wtamu.edu