ความเร็วเรเดียลคืออะไร?

การเคลื่อนไหวใด ๆ ไปที่หรือห่างจากผู้สังเกตการณ์ที่ไม่เคลื่อนไหวเรียกว่าความเร็วเรเดียลและการเคลื่อนที่ของวัตถุใด ๆ ถูกกำหนดโดยทั้งความเร็วและทิศทางในการกำหนดทิศทางของวัตถุอย่างไรก็ตามกรอบการอ้างอิงของผู้สังเกตการณ์จะต้องทราบตามปกติพื้นที่สามมิติผู้สังเกตการณ์มีกรอบอ้างอิงที่ได้รับการแก้ไขโดยมีวัตถุจำนวนใดที่เคลื่อนที่ไปทางหรือห่างจากที่ตั้งของเขาหรือเธอ

ดาวเคราะห์ในวงโคจรวงกลมส่วนใหญ่มีความเร็วเรเดียลเล็กน้อยเกี่ยวกับดวงอาทิตย์ของพวกเขาแต่สำหรับผู้สังเกตการณ์ที่ได้รับการแก้ไขนอกระบบสุริยะดาวเคราะห์ดังกล่าวจะเปลี่ยนการเคลื่อนไหวไปยังและห่างจากพวกเขาตลอดวงโคจรของมันดาวเคราะห์ถูกมองว่ามีความเร็วเรเดียลสูงสุดสองความเร็ว: หนึ่งบวกเมื่อดาวเคราะห์เคลื่อนตัวออกไปจากผู้สังเกตการณ์ไปยังอีกฟากหนึ่งของดวงอาทิตย์และหนึ่งลบขณะที่ดาวเคราะห์เคลื่อนตัวออกจากด้านหลังดวงอาทิตย์ไปยังผู้สังเกตการณ์เมื่อนักดาราศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์เพื่อสังเกตระบบการโคจรของร่างกายข้อมูลจะถูกตรวจพบเป็นพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าคลื่นพลังงานที่ได้รับจากกล้องโทรทรรศน์นั้นแตกต่างกันขึ้นอยู่กับว่าวัตถุที่โคจรอยู่นั้นเคลื่อนที่ไปทางหรือห่างจากขอบเขต

ความจริงที่ว่าคลื่นพลังงานจากวัตถุที่เคลื่อนที่ไปยังผู้สังเกตการณ์ถูกบีบอัดและดูเหมือนจะมีความถี่สูงกว่าคลื่นจากคลื่นจากคลื่นจากคลื่นจากคลื่นจากคลื่นจากคลื่นจากคลื่นจากคลื่นจากคลื่นจากคลื่นจากคลื่นวัตถุที่ย้ายออกไปจากผู้สังเกตการณ์เรียกว่า Doppler Shift ซึ่งเสนอโดย Christian Doppler ในปี 1842 ตัวอย่างเช่นเมื่อดาวเคราะห์ Orbit ห่างไกลพวกเขาดึงพวกเขาออกไปจากศูนย์กลางของแรงโน้มถ่วงทำให้พวกเขาย้ายไปหรือห่างจากผู้สังเกตการณ์การเคลื่อนไหวเล็กน้อยของดาวไปทางหรือออกไปทำให้เกิดสเปกตรัมสีรุ้งของแสงของมันเพื่อเลื่อนไปทางสีน้ำเงินในขณะที่มันเคลื่อนเข้าใกล้และไปทางสีแดงในขณะที่มันเคลื่อนที่ไกลออกไปการใช้วิธีความเร็วเรเดียลนี้ระยะเวลาของการเปลี่ยนจากสีแดงเป็นสีน้ำเงินและกลับมาอีกครั้งให้ข้อมูลนักดาราศาสตร์เกี่ยวกับมวลและวงจรการโคจรของดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวที่อยู่ห่างไกล

วิธีนี้ยังสามารถใช้ในดาราศาสตร์เพื่อวัดความเร็วคงที่ของความเร็วดาวโคจรรอบกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลเมื่อมองดูขอบคลื่นแสงหรือคลื่นวิทยุที่ได้รับจากดวงดาวที่เคลื่อนที่ไปทางกล้องโทรทรรศน์เปลี่ยนไปเป็นความถี่ที่สูงขึ้นในขณะที่คลื่นแสงหรือคลื่นวิทยุจากดาวที่เคลื่อนที่ออกไปจากการเปลี่ยนกล้องโทรทรรศน์ไปยังความยาวคลื่นความถี่ต่ำปริมาณของการเปลี่ยนแปลงบ่งบอกถึงความเร็วสัมพัทธ์ของดวงดาวที่เกี่ยวข้องกับผู้สังเกตการณ์และความเร็วเชิงมุมของดาวในวงโคจรเกี่ยวกับกาแลคซี

การพยากรณ์อากาศได้รับการช่วยเหลืออย่างมากจากแผนที่ความเร็วเรเดียลซึ่งวัดโดยเรดาร์สภาพอากาศของ Dopplerเช่นเดียวกับความเร็วเรเดียลที่บันทึกไว้สำหรับกาแลคซีที่หมุนได้แสดงให้เห็นการหมุนด้วยการเปลี่ยนคลื่นแสงสีแดงและสีน้ำเงินการเปลี่ยนแปลงความถี่ของคลื่นวิทยุบ่งบอกถึงการเคลื่อนไหวการหมุนในพายุเช่นพายุไซโคลนพายุเฮอริเคนและพายุทอร์นาโดนักพยากรณ์อากาศสามารถส่งคำเตือนพายุทอร์นาโดได้เร็วเมื่อพวกเขาเห็นการเปลี่ยนแปลงของ Doppler ในระบบสภาพอากาศที่รุนแรง

การเปลี่ยนแปลงของ Doppler หรือวิธีความเร็วเรเดียลสามารถใช้กับร่างกายหรือระบบใด ๆ ของร่างกายที่อยู่ในวงโคจรหรือสั่นสะเทือนศูนย์.ทั้งวัตถุท้องฟ้าและรูปแบบสภาพอากาศแสดงการเปลี่ยนแปลงสีแดงหรือการเปลี่ยนแปลงสีน้ำเงินขึ้นอยู่กับว่าวัตถุกำลังเข้าใกล้หรือถอยห่างจากผู้สังเกตการณ์ในทิศทางรัศมีขีด จำกัด สูงสุดของความเร็วเรเดียลอธิบายโดยอัลเบิร์ตไอน์สไตน์เป็นความเร็วของแสงในสุญญากาศและทฤษฎีพิเศษของเขาเกี่ยวกับสัมพัทธ