32. Doppler effect

1. Doppler effect

 

doppler dffect란, electromagnetic wave가 송신측에서 수신측으로 전송될 때, 수신측에 대한 송신측의 상대속도에 따라 electromagnetic wave의 frequency가 수신측에서 더 길거나 짧게 수신되는 현상이다. 

 

만약, 송신측이 상대적으로 멀어진다면 더 낮은 frequency로 수신되고(Red shift), 상대적으로 가꺼워진다면 더 높은 frequency로 수신(Blue shift)된다. 

 

수신 frequency $ f' = f \sqrt{(\frac{1-\beta}{1+\beta})}$ ,  $\beta = \frac{v}{c}$ 이다. 여기서 $\beta$ 는 relative velocity이며,  0보다 크면 멀어지는 것이고, 0보다 작으면 가까워지는 것이다.

 

이러한 원리로 electomagnetic wave를 수신하여 원래 수신되어야 할 frequency와 비교하면 source의 상대적인 이동속도를 알 수 있다.

 

2. Big bang

 

우리 우주의 별들로 부터 수신되는 electromagnetic wave를 관측하면, frequency가 실제로 더 낮은 것을 관측할 수 있다. 이것은 우리 별들이 우리로부터 멀어지고있다는 것이다. 우리는 Frequency를 분석하여 별들의 상대 이동속도를 알아낼 수 있다.

Hubble에 따르면, v = Hd (H는 hubble constant, d는 떨어진 거리) 이며 이를 통해 별들이 우리로부터 얼마나 멀리 떨어져있는지 알 수 있다. 우리의 별들이 멀리 떨어지고있다는 의미는 우리의 우주가 팽창하고있다는 의미가 된다.

 

출처 : https://commons.wikimedia.org/wiki

 

우리의 별이 팽창하여 끝나버릴지, 다시 수축해서 big bang 전 상태로 돌아갈지는 우주의 밀도에 달려있다.

어떻게 될지는 아무도 모른다...