Hvorfor registrerer Doppler -effekten kun radial hastighed?

Doppler -effekten registrerer faktisk ikke * radial hastighed; Det måler Ændringen i hyppigheden af ​​en bølge på grund af den relative bevægelse mellem kilden og observatøren. Denne ændring i frekvens kan bruges til at udlede Den radiale hastighed, men den måler den ikke direkte.

Her er grunden til, at Doppler -effekten kun giver information om radial hastighed:

* Doppler -effekten er baseret på komprimering eller strækning af bølger: Når en kilde til bølger bevæger sig mod observatøren, komprimeres bølgerne, hvilket resulterer i en højere frekvens (blueshift). Omvendt, når kilden bevæger sig væk, strækkes bølgerne, hvilket resulterer i en lavere frekvens (rødskift).

* Komprimering eller strækning afhænger af den relative bevægelse i retning af bølgeforplantningen: Doppler -effekten påvirker kun komponenten i den hastighed, der er rettet mod eller væk fra observatøren - den radiale hastighed. Bevægelse vinkelret på denne retning (den tangentielle hastighed) ændrer ikke bølgelængden af ​​bølgen og bidrager derfor ikke til Doppler -skiftet.

Analogi: Forestil dig en båd, der bevæger sig over en stille sø. Hvis båden bevæger sig direkte mod dig, vil du høre lyden af ​​bådens motor på en højere tonehøjde. Hvis båden bevæger sig direkte væk fra dig, hører du lyden på en lavere tonehøjde. Men hvis båden bevæger sig parallelt med dig, ændres motorens tonehøjde ikke markant, fordi den relative bevægelse er vinkelret på lydbølgernes retning.

Kortfattet:

* Doppler -effekten måler ændringen i hyppigheden af ​​en bølge på grund af relativ bevægelse.

* Denne ændring i frekvens kan bruges til at udlede radialhastigheden.

* Doppler -effekten giver ikke oplysninger om den tangentielle hastighed.

Det er vigtigt at bemærke, at selvom Doppler -effekten kun måler radial hastighed, er det stadig et kraftfuldt værktøj til at forstå bevægelsen af ​​stjerner, galakser og andre himmelobjekter. Ved at kombinere Doppler -målinger med andre observationer kan astronomer opnå en mere fuldstændig forståelse af deres bevægelse i rummet.