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별의 시선속도

별의 시선속도
광원과 관측자가 어느 한 쪽이든 운동을 할 때, 파동의 파장과 진동수는 도플러 효과에 따라 변한다. 우리가 잘 알고 있는 공기의 파동에 의한 도플러 효과를 예를 들면, 경찰차가 사이렌을 울리며 가까이 다가올 때에는 그 소리의 높이(진동수)가 높아지고, 차가 우리를 지나 멀어질 때에는 진동수가 떨어져 낮은 소리로 변하는 것을 볼 수 있다. 1848년에 피조(Armand Fizeau)는 빛의 고전적 도플러 효과를 설명 하였고, 1905년 아인슈타인(Albert Einstein)은 상대론적 도플러 효과를 설명하였다.
소리의 도플러효과
광원이 우리에게서 멀어지고 있으면 도플러 효과에 의해서 주파수는 낮아지고 파장은 길어 진다. 따라서 빛은 빨간색 쪽으로 이동하는데 이것을 적색편이(redshift)라 한다. 반면, 광원이 우리에게 가까워지면 주파수는 높아지고 파장이 짧아지므로 빛은 청색으로 이동한다. 이것을 청색이동(blueshift)라 한다.

멀리 보이는 별을 관측하면 지구로부터 멀어지고 있어서 도플러 효과에 의해 적색편이가 일어난다. 이 적색편이의 정도로부터 지구에 대한 별의 상대속도를 구할 수 있다. 허블은 아주 멀리 있는 은하들에 대한 이동속도를 계산하여 지구로부터 멀어질수록 멀어지는 속도가 커진다는 허블의 법칙을 발견했다. 이것은 태초에 우주가 한 점에서 출발하여 대폭발에 의해 팽창했다는 대폭발 우주론(big bang cosmological theory)의 근거가 되었다.
최종수정일

2017년 3월 31일