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實錘了,韋伯望遠鏡找到紅移值16.7的星系,到底說明了什麼?
2022/08/01

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韋伯望遠鏡(簡稱韋伯)七月中旬才開始正式開工,至今就已經取得了幾個突破性的成就,說明這個耗資100多億美元的項目沒有白花錢。剛發射不久,就傳來受到6次微隕石撞擊的消息,曾讓許多人擔心韋伯會毀于一旦,現在這些人也可以放心了。

現在韋伯的發現幾乎每天都在更新,如探測到了1000多光年系外行星的大氣光譜,發現了距離我們135億光年的星系,說明韋伯一出手,就超出了即將退役的前輩~哈勃空間望遠鏡的能力。

而最近媒體熱炒的一個紅移值z=16.5的星系,更是實錘了韋伯不負眾望,將人類眼界向深空推進了一大步。

那麼,什麼是光譜紅移值?

所謂光譜紅移值是光的多普勒效應的現象,是波的一種特殊效應,不管是什麼波,如聲波、引力波、光波,都有多普勒效應。

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這種效應是奧地利物理學家及數學家克里斯琴·約翰·多普勒于1842年發現并提出來的,人們為了紀念他,就把這種效應稱為「多普勒效應」。

多普勒最早發現的是聲波效應。一列火車經過身邊時,他發現從遠處向他駛來的火車鳴笛聲音就更高亢,而經過身邊后遠離時聲音就低沉。他通過對這種物理現象的研究,得到了多普勒效應理論,即當波源向觀測者移動時,波長會變短,頻率會增高;反之離開時,波長變長,頻率變低。速度越快,這種效應就越明顯。

后來人們發現,不光是聲波等機械波,所有波,包括光波和引力波都有多普勒效應,而光波的多普勒效應就是紅移和藍移。

這是基于可見光并非單色,是由多種顏色組成的復合光,大致分為紅橙黃綠青藍紫七色,每種顏色光的波長和頻率都不同,紅顏色波長最長頻率最低,藍紫顏色波長最短頻率最高。

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而人眼看到任何物體都是由于光波傳遞到我們的視網膜,光的多普勒效應就呈現出:向我們移動的物體波長變短頻率變高,光譜就向藍端移動,叫藍移;反之,離開我們的物體光譜就向紅端移動,叫紅移。

計算紅移值的公式為:Z=(λ-λ0)/λ

這里的Z為無量綱量,Z為正值則指向紅移,負值則指向藍移;λ表示觀測到的光譜波長,λ0表示光譜固有波長。從這個公式我們可以看出,所謂光譜紅移值Z,就是觀測到光譜的波長減去某個光譜固有波長再除以這個固有波長的倍數。

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