Işıkta Doppler Etkisi: Kırmızıya Kayma Nedir? Maviye Kayma Nedir? Uzak Mesafeler Kat Eden Işık, Neden Renk Değiştirir?

Işıkta Doppler Etkisi: Kırmızıya Kayma Nedir? Maviye Kayma Nedir? Uzak Mesafeler Kat Eden Işık, Neden Renk Değiştirir?
Yazar Elizabeth Howell Çağrı Mert Bakırcı Editör Çağrı Mert Bakırcı  BerkayMorkan 2. Editör Berkay Morkan
7 dakika
5,063 Okunma Sayısı
Notlarım
Reklamı Kapat

Kırmızıya kayma, uzaydaki yıldızlar veya galaksiler gibi nesnelerden saçılan ışığın, bize ulaşana dek daha uzun, dolayısıyla daha kırmızı renklere karşılık gelen dalga boylarına kaymasına verilen isimdir. Maviye kayma ise, bir kaynaktan çıkan ışığın, kat ettiği mesafe boyunca yolun daralmasına bağlı olarak daha kısa, yani daha mavi dalga boylarına kaymasıdır. Kızıla kayma kavramı, evrenin genişlemesini gösteren önemli bir ipucudur.

Görünür ışık, gökkuşağına bakan herkesin fark edebileceği bir renk tayfından ("spektrum") oluşur. Bir nesne bizden uzaklaştığında, ondan saçılan ışığın dalga boyu uzar ve ışık, spektrumun kırmızı ucuna kayar. Bir nesne bize yaklaşırsa, ışığın dalga boyu kısalır ve ışık, spektrumun mavi ucuna kayar.

Bunu daha net bir şekilde düşünmek için, bir polis arabasının yolda yanınızdan hızla geçerken polis sirenini dinlediğinizi hayal edebilirsiniz. Avrupa Uzay Ajansı şöyle açıklıyor:

Herkes, yaklaşan bir polis sireninin sesinin artan perdesine ve araba geçip giderken bu ses perdesinin nasıl keskin bir şekilde azaldığına tanıklık etmiştir. Bu etki, ses dalgalarının dinleyiciye yaklaştıkça dinleyicinin kulağına birbirlerine yakınlaşarak ve kaynak uzaklaştıkça birbirlerinden uzaklaşarak ulaşmasının bir sonucudur.
Gözlemciden uzaklaşan kaynaktan saçılan dalgalar daha uzun dalga boylarına, yaklaşan kaynaktan saçılan dalgalar daha kısa dalga boylarına karşılık gelir.
Gözlemciden uzaklaşan kaynaktan saçılan dalgalar daha uzun dalga boylarına, yaklaşan kaynaktan saçılan dalgalar daha kısa dalga boylarına karşılık gelir.

Ses ve Işık

Bu etki, ilk olarak 19. yüzyılda Christian Andreas Doppler tarafından tanımlanmıştır ve "Doppler Etkisi" olarak adlandırılmıştır. Ayrıca ışık da dalga boyları olarak açığa çıktığından, bu dalga boyları ilişkili oldukları pozisyona ve objelere bağlı olarak genişleyebilir ve daralabilir. Bununla birlikte, Avrupa Uzay Ajansı'nın da belirttiği gibi, biz bunu günlük hayatta fark edemeyiz; çünkü ışık ses hızından yaklaşık bir milyon kat kadar daha hızlı bir şekilde yayılır.

Reklamı Kapat

Amerikalı gök bilimci Edwin Hubble (Hubble Uzay Teleskopu'na adını veren kişi), kırmızıya kaymayı tanımlayan ve bunu evrenin genişlemesi ile ilişkilendiren ilk kişidir. NASA'nın belirttiğine göre Hubble'ın 1929'da ortaya koyduğu çalışmalar, gözlemlediği neredeyse tüm galaksilerin bizden uzaklaştığını göstermektedir. NASA, şöyle anlatıyor:

Bu fenomen, galaksi spektrumlarının kırmızıya kayması olarak açığa çıkar. Bu kırmızıya kayma; soluk, muhtemelen daha uzaktaki galaksiler için daha belirgin olarak gözükmektedir. Dolayısıyla, Dünya'dan çok uzaktaki bir galaksi daha hızlı uzaklaşmaktadır.

Galaksiler Dünya'dan uzaklaşır; çünkü evrenin kendisi genişlemektedir. Galaksiler hareket halinde olduğundan, evren büyüdükçe bir kırmızıya kayma fenomeni meydana gelmektedir. Burada anlaşılması gereken kritik bir nokta, galaksilerin kendilerinin birbirinden uzaklaşması değil, galaksi kümelerinin birbirinden uzaklaşmasıdır. Aynı küme içerisinde yer alan Andromeda ile Samanyolu galaksileri birbiriyle 4.5 milyar yıl içinde çarpışacak şekilde yakınlaşırken, daha uzak galaksiler Samanyolu'ndan giderek uzaklaşmaktadır.

Kırmızıya kayma ve maviye kayma terimleri, radyo dalgaları, kızılötesi, ultraviyole, X ışınları ve gama ışınları dahil olmak üzere elektromanyetik spektrumun herhangi bir bölümü için geçerlidir. Dolayısıyla radyo dalgaları spektrumun ultraviyole kısmına kaydırılırsa, bu dalgaların maviye veya daha yüksek frekanslara kaydığı tanımı yapılır. Gama ışınlarının radyo dalgalarına kayması daha düşük frekansa geçiş veya kırmızıya kayma anlamına gelir.

Bir nesnenin kırmızıya kayması, spektrumdaki soğurma veya emisyon çizgileri incelenerek ölçülür. Bu çizgiler her öge için özeldir ve her zaman aynı boşluk değerine sahiptir. Uzaydaki bir nesne bize yaklaştığında veya bizden uzaklaştığında, çizgiler nesne hareket etmiyorsa (bize göre) asıl olduklarından farklı dalga boylarında bulunabilir.

Kırmızıya kayma, ışığın dalga boyundaki değişikliğin, kaynak hareket etmiyorken ışığın sahip olacağı dalga boyuna bölünmesi olarak tanımlanır ve bu dinlenme dalga boyu olarak adlandırılır.

Üç Çeşit Kırmızıya Kayma

Evrende en az üç çeşit kırmızıya kayma meydana gelir:

  • evrenin genişlemesiyle,
  • galaksilerin birbirlerine göre hareketiyle,
  • bir galaksinin içindeki muazzam miktarda maddeden dolayı ışık kaydığında meydana gelen "kütleçekimsel kırmızıya kayma" ile.

Günümüzde, cisimler bizden uzaklaşıyorlarsa, onlardan gelen ışığın da Doppler Etkisi'nden ötürü kırmızıya kayabileceğini biliriz. Bu sebeple, galaksilerden gelen ışığın kırmızıya kaymasına bakarak, bu galaksilerin bizden uzaklaştığını ileri süreriz. 

Ancak kırmızıya kayma, uzayın kendi genişlemesinden de kaynaklanabilir! Yani aslında uzay genişler, galaksiler uzay içerisinde hareket ederek bizden uzaklaşmazlar. İlk tür kırmızıya kayma Özel Görelilik Teorisi'nin bir özelliğidir ve uzaydaki cisimlerin hareketinden kaynaklanır. İkinci tür ise Genel Görelilik Teorisi'nin bir özelliğidir, uzayın genişlemesinden kaynaklanır.

Reklamı Kapat

İki etki de uzak galaksilerden gelen ışığın kırmızıya kaymasına neden olduğundan, bir kırmızıya kayma olayının relatif hareketten değil de, kozmik genişlemeden kaynaklandığını nereden bileceğiz? 

Eğer ki kırmızıya kayma, cisimlerin birbirine göre hareketinden kaynaklanıyorsa, uzak galaksilerden gelen ışık, galaksiyi terk ederken kırmızıya kayar; dolayısıyla ışık bize ulaştığında aynı zamanda soluk da olur. Eğer ki kırmızıya kayma kozmik genişlemeden kaynaklanıyorsa, ışık o uzak galaksiyi kırmızıya kayma gerçekleşmeden terk eder, dolayısıyla soluklaşmaz. Ancak sonradan, uzayın genişlemesinden ötürü kırmızıya kayarak bize ulaşır. Bu da, uzaktaki süpernovalardan gelen ışıkların parlaklığını birbiriyle kıyaslayarak şiddet-kırmızıya kayma ilişkisi olarak bilinen değeri hesaplayabilirsiniz. Araştırdığımız zaman gördüğümüz şey, bu ilişkinin kozmik genişlemeyle harika bir şekilde uyumlu olduğudur. Bu değer, göreceli hareket modeliyle tamamen uyumsuzdur.

Kırmızıya Kaymanın 3. Yolu

Son kırmızıya kayma, üçü arasından en düşük olanıdır; ancak 2011'de bilim insanları onu evren ölçeğinde tanımlayabildiler. Gök bilimciler, Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması olarak bilinen geniş bir kataloğun istatiksel bir analizini yaptılar ve kütleçekimsel kırmızıya kaymanın, Einstein'ın genel görelilik teorisine tam olarak paralel gerçekleştiğini fark ettiler.[1] O zamanlar Kopenhag Üniversitesi astrofizikçisi olan Radek Wojtak şöyle anlatıyor:

Küme kütlelerinin bağımsız ölçümlerine sahibiz, böylece genel göreliliğe dayalı kütleçekimsel kırmızıya kayma beklentisinin ne olduğunu hesaplayabiliriz. Bu etkinin ölçümlerine tam olarak uyuyor.

Kütleçekimsel kırmızıya kaymanın ilk tespiti 1959'da bilim insanlarının Dünya merkezli bir laboratuvardan yayılan gama ışını dalgalarında meydana geldiğin tespit ettiklerinde yapıldı. 2011'den önce, Güneş'te ve Güneş'in yakınlarındaki beyaz cüce gezegenlerde veya Güneş büyüklüğündeki yıldızların yaşamlarının sonlarına doğru nükleer füzyonu durdurduklarında arda kalan ölü yıldızlarda da bulundu.

Reklamı Kapat

Kırmızıya Kaymanın Dikkate Değer Kullanımları

Kırmızıya kayma, gök bilimcilerin uzaktaki nesnelerin mesafelerini karşılaştırmasına yardımcı olur. 2011'de bilim insanları şimdiye kadar karşılaşılan en uzak nesneyi tespit ettiklerini açıkladılar: patlayan bir yıldızdan çıkan GRB 090429B adlı gama ışını patlaması. Bilim insanları, patlamanın 13,14 milyar yıl önce gerçekleştiğini tahmin ediyordu. Daha kolay bir karşılaştırma için Büyük Patlama'nın 13,8 milyar yıl önce gerçekleştiği söylenebilir. Bilim insanları, bu kırmızıya kayma miktarını belirlemek için spektral çizgilerin durgun haldeki ve gözlenen versiyonları arasındaki farka bakarlar. Buna bağlı olarak kırmızıya kayma miktarı (zz) şöyle hesaplanır:

z=λgzleneno¨−λdurgunλdurgun\LARGE{z=\frac{\lambda_{\text{gözlenen}}-\lambda_{\text{durgun}}}{\lambda_{\text{durgun}}}}

Buradan yola çıkarak, kırmızıya kayma miktarı ile ışığın teleskobumuza ulaşana dek geçen süreyi ve gözlemi yaptığımız anda cismin bizden ne kadar uzak olduğunu aşağıdaki gibi bir tabloyla belirleyebiliriz:[2]

Bilinen en uzak gök ada GN-z11'dir. 2016 yılında Hubble Uzay Teleskopu, bu gök adanın Büyük Patlama'dan sadece birkaç yüz milyon yıl sonra var olduğunu belirledi. Bilim insanları gök adanın ışığının evrenin genişlemesinden ne kadar etkilendiğini görmek için GN-z11'in kırmızıya kaymasını ölçtüler. GN-z11'in kırmızıya kayması 11,1'di. Bu, EGSY8p7 galaksisinde ölçülen 8.68'lik bir sonraki en yüksek kırmızıya kayma değerinden çok daha yüksekti.

Bilim insanları evrenin büyük ölçekte nasıl yapılandığını ölçmek için kırmızıya kaymayı kullanabilir. Bunun bir örneği, evrende bilinen en büyük cisimlerden birisi olan Hercules-Corona Borealis Great Wall'dır; ışığın bu yapının üzerinden geçmesi yaklaşık 10 milyar yıl sürmektedir. Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması, birkaç milyon nesnenin kırmızıya kaymalarını ölçmeye çalışan, devam eden bir kırmızıya kayma projesidir. İlk kırmızıya kayma araştırması, ilk veri toplamasını 1982'de tamamlayan Cfa RedShift Araştırması'dır.

Yeni ortaya çıkan bir araştırma alanı, büyük bir cisim hızlandığında veya yavaşlatıldığında meydana gelen ve uzay-zamanda bozulmalara sebep olan yerçekimi dalgalarından kırmızıya kayma bilgisinin nasıl elde edileceği ile ilgilenir. Einstein ilk olarak 1916'da yerçekimi dalgalarının varlığını öne sürmüştür ve Lazer İnterferometre Yerçekimi-Dalga Gözlemevi (LIGO) bunları ilk olarak 2016'da tespit etmiştir. Physical Review X dergisindeki 2014 tarihli bir makaleye göre yerçekimi dalgaları kırmızıya kaymış kütlelerini gösteren bir sinyal içerdiklerinden, kırmızıya kaymalarını elde etmek için bazı hesaplamalar ve tahminler gerekir.[3]

Okundu Olarak İşaretle
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Muhteşem! 7
  • Merak Uyandırıcı! 5
  • Tebrikler! 4
  • Bilim Budur! 3
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 1
  • İnanılmaz 1
  • Güldürdü 0
  • Umut Verici! 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Türev İçerik Kaynağı: Space | Arşiv Bağlantısı

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 02/08/2021 08:59:34 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/9593

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Reklamı Kapat
Size Özel
İçerikler
Instagram
Bağışıklık
Dünya
Tüyler
Ağız Sağlığı
Genetik
Gazetecilik
Bilimkurgu
Gıda
Galaksi
Amerika Birleşik Devletleri
Kanat
Oyun
İnsanlık
Asteroid
Etik
Coronavirus
Sinir Sistemi
İstatistik
Ölüm
Öğrenme
Kuyruksuz Maymun
Kitap
Kimyasal Bağ
Deprem
Biyolojik Antropoloji
Daha Fazla İçerik Göster
Evrim Ağacı'na Destek Ol
Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katmak için hemen buraya tıklayın.
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
EA Akademi
Evrim Ağacı Akademi (ya da kısaca EA Akademi), 2010 yılından beri ürettiğimiz makalelerden oluşan ve kendi kendinizi bilimin çeşitli dallarında eğitebileceğiniz bir çevirim içi eğitim girişimi! Evrim Ağacı Akademi'yi buraya tıklayarak görebilirsiniz. Daha fazla bilgi için buraya tıklayın.
Etkinlik & İlan
Bilim ile ilgili bir etkinlik mi düzenliyorsunuz? Yoksa bilim insanlarını veya bilimseverleri ilgilendiren bir iş, staj, çalıştay, makale çağrısı vb. bir duyurunuz mu var? Etkinlik & İlan Platformumuzda paylaşın, milyonlarca bilimsevere ulaşsın.
Podcast
Evrim Ağacı'nın birçok içeriğinin profesyonel ses sanatçıları tarafından seslendirildiğini biliyor muydunuz? Bunların hepsini Podcast Platformumuzda dinleyebilirsiniz. Ayrıca Spotify, iTunes, Google Podcast ve YouTube bağlantılarını da bir arada bulabilirsiniz.
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
Geri Bildirim Gönder
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Sizi Takip Ediyor

Devamını Oku
Evrim Ağacı Uygulamasını
İndir
Chromium Tabanlı Mobil Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
İlk birkaç girişinizde zaten tarayıcınız size uygulamamızı indirmeyi önerecek. Önerideki tuşa tıklayarak uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu öneriyi, yukarıdaki videoda görebilirsiniz. Eğer bu öneri artık gözükmüyorsa, Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Chromium Tabanlı Masaüstü Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
Yeni uygulamamızı kurmak için tarayıcı çubuğundaki kurulum tuşuna tıklayın. "Yükle" (Install) tuşuna basarak kurulumu tamamlayın. Dilerseniz, Evrim Ağacı İleri Web Uygulaması'nı görev çubuğunuza sabitleyin. Uygulama logosuna sağ tıklayıp, "Görev Çubuğuna Sabitle" seçeneğine tıklayabilirsiniz. Eğer bu seçenek gözükmüyorsa, tarayıcının Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Safari Mobil Uygulama
Sırasıyla Paylaş -> Ana Ekrana Ekle -> Ekle tuşlarına basarak yeni mobil uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu basamakları görmek için yukarıdaki videoyu izleyebilirsiniz.

Daha fazla bilgi almak için tıklayın