Redshift
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Dans la physique et l'astronomie , redshift se produit lorsque le rayonnement électromagnétique , habituellement la lumière visible , qui est émis par ou est réfléchie par un objet est déplacé vers la (moins énergique) extrémité rouge du spectre électromagnétique. Plus généralement, décalage vers le rouge est définie comme une augmentation de la longueur d'onde de rayonnement électromagnétique reçu par un détecteur par rapport à la longueur d'onde émise par la source. Cette augmentation de la longueur d'onde correspond à une diminution de la fréquence du rayonnement électromagnétique . Inversement, une diminution de la longueur d'onde est appelée décalage vers le bleu.
Toute augmentation de la longueur d'onde est appelé "décalage vers le rouge", même si elle se produit dans le rayonnement électromagnétique de longueurs d'onde non optiques, tels que les rayons gamma, rayons X et ultraviolets . Cette nomenclature pourrait être source de confusion car, à des longueurs d'onde plus longues que le rouge (par exemple, infrarouge, micro-ondes, et ondes radio), redshifts déplacent le rayonnement loin des longueurs d'onde rouges.
Un décalage vers le rouge observée en raison de la effet Doppler se produit chaque fois une source de lumière se éloigne de l'observateur, qui correspond au décalage Doppler qui modifie la fréquence perçue de ondes sonores . Bien que l'observation de ces décalages vers le rouge, bleu ou des changements complémentaires, a plusieurs applications terrestres (par exemple, Radar Doppler et pistolets radars), astrophysique spectroscopique utilise décalages spectraux Doppler pour déterminer le mouvement des objets astronomiques lointains. Ce phénomène a d'abord été prédites et observées dans le 19ème siècle que les scientifiques ont commencé à envisager les implications dynamiques de la vague -nature de la lumière .
Une autre cause de décalage vers le rouge est la expansion de l'univers, ce qui explique l'observation que les décalages vers le rouge de lointaines galaxies , quasars, et nuages de gaz intergalactiques augmentent en proportionnellement à leur distance de la terre. Ce mécanisme est un élément clé de la Big Bang modèle de la cosmologie physique .
Redshift gravitationnel est observée si le récepteur se trouve au plus haut potentiel gravitationnel de la source. La cause de redshift gravitationnel est la dilatation du temps qui se produit à proximité d'objets massifs, selon la relativité générale
Tous les trois de ces phénomènes, dont large éventail de instantiations font l'objet de cet article, peut être comprise dans le cadre des lois de transformation d'image, comme décrit ci-dessous . Il existe de nombreux autres mécanismes ayant des descriptions physiques et mathématiques qui peuvent conduire à un changement de la fréquence du rayonnement électromagnétique et dont l'action ne est généralement pas considéré comme un "décalage vers le rouge", y compris diffusion et effets optiques (pour plus, voir la section sur l'optique physique et transfert radiatif ).
Histoire
L'histoire de l'objet a commencé avec le développement au 19ème siècle de la mécanique ondulatoire et l'exploration des phénomènes liés à la effet Doppler. L'effet est nommé d'après Christian Andreas Doppler, qui a offert l'explication physique d'abord connu pour le phénomène en 1842. L'hypothèse a été testée et confirmée par ondes sonores par le Néerlandais scientifique Christoph Hendrik Diederik Buys Ballot en 1845. Doppler correctement prédit que le phénomène devrait se appliquer à toutes les vagues , et en particulier suggéré que les différentes couleurs de étoiles pourraient être attribuées à leur mouvement par rapport à la Terre. Bien que cette attribution se est avéré être incorrect (couleurs stellaires sont des indicateurs d'une étoile de la température, pas de mouvement), Doppler plus tard serait justifiée par des observations redshift vérifiées.
La première redshift Doppler a été décrite en 1848 par le physicien français Armand-Louis-Hippolyte Fizeau, qui a souligné le changement de raies spectrales observées dans les étoiles comme étant dû à l'effet Doppler. L'effet est parfois appelé «l'effet Doppler-Fizeau". En 1868, l'astronome britannique William Huggins a été le premier à déterminer la vitesse d'une étoile en se éloignant de la Terre par cette méthode.
En 1871, redshift optique a été confirmée lorsque le phénomène a été observé dans Raies de Fraunhofer en utilisant la rotation solaire, environ 0,1 Å dans le rouge. En 1901, Aristarkh Belopolsky vérifiée redshift optique dans le laboratoire en utilisant un système de miroirs tournants.
La première occurrence du terme «décalage vers le rouge" sur papier (sous cette forme un trait d'union), semble être par l'astronome américain Walter S. Adams en 1908, où il mentionne "Deux méthodes d'investigation que la nature du décalage vers le rouge de la nébuleuse". Le mot ne apparaît pas sans trait d'union, indiquant peut-être une utilisation plus fréquente de son équivalent allemand, Rotverschiebung, jusqu'à environ 1934 par Willem de Sitter.
À partir des observations en 1912, Vesto Slipher découvert que la plupart nébuleuses spirales avait redshifts considérables. Par la suite, Edwin Hubble a découvert une relation approximative entre le redshift de tels "nébuleuses" (maintenant connu pour être galaxies dans leur propre droit) et la distance de à eux avec la formulation de son éponyme la loi de Hubble . Ces observations corroborées 1922 travail d'Alexander Friedman, dans lequel il a tiré le célèbre Équations de Friedmann. Ils sont aujourd'hui considéré comme des preuves solides pour un univers en expansion et le Big Bang théorie.
Mesure, la caractérisation et interprétation
Le spectre de la lumière qui provient d'une seule source (voir idéalisée spectre illustration en haut à droite) peut être mesurée. Pour déterminer le décalage vers le rouge, les caractéristiques dans le spectre tels que raies d'absorption, raies d'émission, ou d'autres variations de intensité de la lumière, sont recherchés. Se il est trouvé, ces caractéristiques peuvent être comparées avec des caractéristiques connues dans le spectre de différents composés chimiques présents dans les expériences où le composé qui se trouve sur la terre. Un très commun élément atomique dans l'espace est l'hydrogène . Le spectre de la lumière à l'origine sans relief a brillé à travers l'hydrogène affiche une spectre spécifique à l'hydrogène qui a des caractéristiques à intervalles réguliers de signature. Si restreinte aux raies d'absorption, il devrait ressembler à l'illustration (en haut à droite). Si le même motif d'intervalles se voit dans un spectre observé à partir d'une source distante mais qui est présente à des longueurs d'onde décalées, il peut être identifié comme étant un atome d'hydrogène également. Si la même ligne spectrale est identifié dans les deux spectres mais à différentes longueurs d'onde alors le décalage vers le rouge peut être calculé en utilisant le tableau ci-dessous. Déterminer le décalage vers le rouge d'un objet de cette manière nécessite une fréquence ou longueur d'onde de gamme. Pour calculer le décalage vers le rouge il faut connaître la longueur d'onde de la lumière émise dans la trame de repos de la source, en d'autres termes, la longueur d'onde qui serait mesuré par un observateur situé de manière adjacente à et comobiles avec la source. Etant donné que dans les applications astronomiques cette mesure ne peut pas être fait directement, parce que cela exigerait de voyager à l'étoile lointaine d'intérêt, la méthode utilisant des lignes spectrales décrits ici est utilisé à la place. Redshifts ne peuvent pas être calculés en regardant caractéristiques non identifiés dont la fréquence reste-cadre est inconnu ou avec un spectre qui est monotone ou bruit blanc (des fluctuations aléatoires dans un spectre).
Redshift (et décalage vers le bleu) peuvent être caractérisées par la différence relative entre les longueurs d'onde observées et émis (ou fréquence) d'un objet. En astronomie, il est de coutume de se référer à ce changement en utilisant une grandeur sans dimension appelé z. Si λ représente la longueur d'onde et f représente la fréquence (note, λf = c où c est la vitesse de la lumière ), alors z est défini par les équations:
| Sur la base de la longueur d'onde | Sur la base de la fréquence |
|---|---|
 |  |
 |  |
Après z est mesurée, la distinction entre redshift et décalage vers le bleu est tout simplement une question de savoir si z est positif ou négatif. Voir la section des mécanismes ci-dessous pour certaines interprétations de base qui suivent lorsque soit un décalage vers le rouge ou décalage vers le bleu est observée. Par exemple, changements bleues à effet Doppler (z <0) sont associés à des objets se approchant (se rapprochant) l'observateur avec le déplacement de lumière pour plus énergies . Inversement, décalage vers le rouge de l'effet Doppler (z> 0) sont associés à des objets recul (se éloignant) de l'observateur avec la lumière se déplaçant vers les basses énergies. De même, les déplacements bleu gravitationnelles sont associées à la lumière émise par une source qui réside dans un plus faible champ gravitationnel observé dans un plus fort champ gravitationnel, alors que rougissement gravitationnelle implique les conditions opposées.
Mécanismes
Un seul photon propagée à travers un vide peut redshift de plusieurs façons distinctes. Chacun de ces mécanismes produit un décalage spectral Doppler-like, ce qui signifie que z est indépendante de la longueur d'onde. Ces mécanismes sont décrits en Galiléen, Lorentz, ou transformations relativistes générales entre une cadre de référence et un autre.
| Type Redshift | loi de transformation Frame | Exemple de métrique | Définition |
|---|---|---|---|
| Doppler redshift | Transformation de Galilée | Métrique euclidienne |  |
| Doppler relativiste | Transformation de Lorentz | Métrique de Minkowski |  |
| Redshift cosmologique | Tr relativiste général. | FRW métrique |  |
| Redshift gravitationnel | Tr relativiste général. | Métrique de Schwarzschild |  |
effet Doppler
Si une source de la lumière se éloigne d'un observateur, puis redshift (z> 0) se produit; si la source se déplace vers l'observateur, alors décalage vers le bleu (z <0) se produit. Cela est vrai pour toutes les ondes électromagnétiques et se explique par le effet Doppler. Par conséquent, ce type de décalage spectral est appelée le décalage spectral Doppler. Si la source se éloigne de l'observateur avec la vitesse v, puis, ignorant les effets relativistes, le redshift est donnée par
(Depuis 
, voir ci-dessous )
où c est la vitesse de la lumière . En effet Doppler classique, la fréquence de la source ne est pas modifiée, mais le mouvement de récession provoque l'illusion d'une fréquence plus basse.
Effet Doppler relativiste
Un traitement plus complet du décalage spectral Doppler nécessite tenir compte des effets relativistes associés aux mouvements des sources proches de la vitesse de la lumière. Une dérivation complète de l'effet peut être trouvé dans l'article sur la relativiste effet Doppler. En bref, des objets en mouvement près de la vitesse de la lumière connaîtront écarts par rapport à la formule ci-dessus en raison de la dilatation du temps de la relativité restreinte qui peut être corrigé par l'introduction de la Facteur de Lorentz γ dans la formule de Doppler classique, comme suit:
Ce phénomène a été observé la première fois en 1938 une expérience réalisée par Herbert E. Ives et Stilwell GR, appelé Expérience Ives-Stilwell.
Étant donné que le facteur de Lorentz ne dépend que de la grandeur de la vitesse, ce qui provoque le décalage vers le rouge associée à la correction relativiste pour être indépendante de l'orientation du mouvement de la source. En revanche, la partie classique de la formule dépend de la projection du mouvement de la source dans la ligne de vue qui donne des résultats différents pour les différentes orientations. Par conséquent, pour un objet se déplaçant à un angle θ à l'observateur (angle nul est directement opposée à l'observateur), la forme complète de l'effet Doppler relativiste devient:
et pour un mouvement uniquement dans la ligne de visée (θ = 0 °), cette équation se réduit à:
Pour le cas particulier que la source se déplace à angle droit (θ = 90 °) au détecteur, le redshift relativiste est connu comme le redshift transversale, et un décalage vers le rouge:
est mesurée, même si l'objet ne se éloigne pas de l'observateur. Même si la source se déplace vers l'observateur, se il existe une direction transversale composante de la motion, puis il ya une certaine vitesse à laquelle la dilatation annule juste le décalage vers le bleu attendu et à plus grande vitesse approchant de la source sera décalée vers le rouge.
Extension de l'espace
Dans la première partie du XXe siècle, Slipher, Hubble et d'autres ont fait les premières mesures des décalages vers le rouge et bleu changements de galaxies au-delà de la Voie Lactée . Ils ont d'abord interprété ces décalages vers le rouge et bleu comme changements uniquement due à l'effet Doppler, mais plus tard, Hubble a découvert une corrélation grossière entre les décalages vers le rouge de plus en plus et l'augmentation de la distance des galaxies. Théoriciens presque immédiatement rendu compte que ces observations peuvent être expliquées par un mécanisme différent pour produire décalages vers le rouge. La loi de Hubble de la corrélation entre décalages vers le rouge et les distances est nécessaire par des modèles de cosmologie dérivés de la relativité générale qui ont un Expansion de l'Univers. En conséquence, les photons se propageant à travers l'espace en expansion sont étirés, en créant le décalage vers le rouge cosmologique . Ceci diffère des décalages vers le rouge de l'effet Doppler décrites ci-dessus parce que le boost de vitesse (ce est à dire la Transformation de Lorentz) entre la source et l'observateur ne est pas due au classique élan et l'énergie de transfert, mais les photons augmentation de longueur d'onde et redshift que l'espace à travers lequel ils voyagent expansion. Cet effet est prescrit par le modèle cosmologique actuel comme une manifestation observable de la cosmique en fonction du temps facteur d'échelle ( 
) De la manière suivante:
Ce type de redshift est appelé redshift cosmologique ou redshift Hubble. Si l'univers se contractaient au lieu de développer, nous verrions galaxies lointaines bleu décalé d'une quantité proportionnelle à leur distance au lieu d'décalée vers le rouge.
Ces galaxies se éloignent pas simplement au moyen d'une vitesse physique dans la direction se éloignant de l'observateur; à la place, l'espace intermédiaire se étire, ce qui explique l'isotropie à grande échelle de l'effet exigé par le principe cosmologique. Pour redshifts cosmologiques de z <0,1 les effets de l'expansion de l'espace-temps sont redshifts minimales et observées dominées par les mouvements propres des galaxies rapport à l'autre qui provoquent des décalages spectraux Doppler supplémentaires et des changements bleus. La différence entre la vitesse physique et de l'expansion de l'espace peut être illustré par le Élargir Feuille de caoutchouc Univers, une analogie cosmologique couramment utilisé pour décrire l'expansion de l'espace. Si deux objets sont représentés par des roulements à billes et l'espace-temps par une feuille de caoutchouc d'allongement, l'effet Doppler est causée par rouler les boules à travers la feuille pour créer un mouvement particulier. Le décalage spectral cosmologique se produit lorsque les roulements à billes sont collées à la feuille et la feuille est étirée. (Évidemment, il ya des problèmes dimensions avec le modèle, que les roulements à billes doivent être dans la feuille, et redshift cosmologique produit des vitesses plus élevées que Doppler fait si la distance entre deux objets est assez grand.)
En dépit de la distinction entre redshift causés par la vitesse des objets et les décalages vers le rouge associés à l'univers en expansion, les astronomes se réfèrent parfois à "vitesse de récession" dans le contexte de la rougissement des galaxies lointaines de l'expansion de l'Univers, même se il est seule une récession apparente. En conséquence, la littérature populaire utilise souvent l'expression «Doppler redshift" au lieu de "redshift cosmologique" pour décrire le mouvement des galaxies dominées par l'expansion de l'espace-temps, malgré le fait que d'une «vitesse de décrue cosmologique" lorsqu'elle est calculée ne sera pas égale à la vitesse dans l'équation Doppler relativiste. En particulier, Doppler redshift est lié par la relativité restreinte ; donc v> c est tout impossible, en revanche, v> c est possible pour redshift cosmologique parce que l'espace qui sépare les objets (par exemple, un quasar de la Terre) peut croître plus rapidement que la vitesse de la lumière. Plus mathématiquement, le point de vue que «galaxies lointaines se éloignent» et le point de vue que «l'espace entre les galaxies est en pleine expansion" sont liés en changeant les systèmes de coordonnées. Exprimant cela nécessite justement travailler avec les mathématiques de la Friedmann-Robertson-Walker métrique.
Redshift gravitationnel
Dans la théorie de la relativité générale , il ya dilatation du temps dans un puits gravitationnel. Ceci est connu comme la redshift gravitationnel ou Maj Einstein. La dérivation théorique de cet effet résulte de la Schwarzschild de la solution Équations d'Einstein qui donne la formule suivante pour décalage vers le rouge associé à un déplacement de photons dans la champ gravitationnel d'une inculpation , non tournant, masse symétrie sphérique:
,
où
est le constante de gravitation, 
est la masse de l'objet créant le champ de gravitation, 
est la coordonnée radiale de l'observateur (qui est analogue à la distance classique du centre de l'objet, mais est en fait une Schwarzschild coordonnées), et 
est la vitesse de la lumière .
Ce résultat de redshift gravitationnel peut être déduit des hypothèses de la relativité restreinte et de la Principe d'Equivalence; la théorie complète de la relativité générale ne est pas nécessaire.
L'effet est très faible mais mesurable sur Terre en utilisant le Mossbauer vigueur et a été observée dans le premier Pound-Rebka expérience. Cependant, il est significatif à proximité d'un trou noir , et comme un objet se approche de la horizon des événements du décalage vers le rouge devient infinie. Il est également la principale cause de grandes variations de température angulaire échelle dans le rayonnement cosmique micro-ondes de fond (voir Effet Sachs-Wolfe).
Observations en astronomie
Le décalage vers le rouge observée dans l'astronomie peut être mesurée parce que la émission et spectres d'absorption pour atomes sont distinctive et bien connue, calibré à partir des expériences spectroscopiques dans laboratoires sur Terre. Lorsque le décalage vers le rouge de diverses raies d'absorption et d'émission d'un seul objet astronomique est mesurée, z se avère remarquablement constant. Bien que les objets distants peuvent être légèrement floues et les lignes élargies, il ne est pas plus que ce qui peut être expliqué par thermique ou un mouvement mécanique de la source. Pour ces raisons et d'autres, le consensus parmi les astronomes, ce est que les décalages vers le rouge qu'ils observent sont dues à une combinaison des trois formes établies de décalages spectraux Doppler-like. D'autres hypothèses sont généralement pas considérées comme plausible.
Spectroscopie, en tant que mesure, est beaucoup plus difficile que la simple photométrie, qui mesure la luminosité de certains objets astronomiques par filtres. Lorsque les données photométriques est tout ce qui est disponible (par exemple, le champ profond de Hubble et de la Hubble Ultra Deep Field), les astronomes comptent sur une technique de mesure redshifts photométriques. En raison du filtre étant sensible à une gamme de longueurs d'ondes et la technique en se appuyant sur de nombreuses faisant des hypothèses sur la nature du spectre à la source de lumière, erreurs pour ces sortes de mesures peuvent aller jusqu'à δ z = 0,5, et sont beaucoup moins fiables que les déterminations spectroscopiques. Cependant, photométrie ne permet au moins pour une caractérisation qualitative d'un décalage vers le rouge. Par exemple, si un spectre semblable au soleil avait un décalage vers le rouge de z = 1, il serait plus brillant dans le infrarouge plutôt que la couleur jaune-vert associé à l'apogée de sa spectre de corps noir, et l'intensité lumineuse seront réduits dans le filtre par un facteur de deux (1+ z) (voir Correction K pour plus de détails sur les conséquences photométriques de redshift).
Les observations locales
Dans les objets à proximité (au sein de notre Voie Lactée galaxie) ont observé décalages vers le rouge sont presque toujours liés à la la ligne de visée de vitesses associées aux objets d'être observée. Observations de ces décalages vers le rouge et bleu changements ont permis aux astronomes de mesurer les vitesses et paramétrer les masses de la orbite étoiles dans binaires spectroscopiques , une première méthode employée en 1868 par l'astronome britannique William Huggins. De même, les petits décalages vers le rouge et bleu changements détectés dans les mesures spectroscopiques des étoiles individuelles sont un moyen astronomes ont pu diagnostiquer et mesurer la présence et les caractéristiques des systèmes planétaires autour d'autres étoiles. Les mesures de décalages vers le rouge à des détails fins sont utilisés dans héliosismologie pour déterminer les mouvements précis de la photosphère du Soleil . Redshifts ont également été utilisées pour effectuer les mesures de la première taux de rotation des planètes , des vitesses de les nuages interstellaires, le rotation des galaxies, et de la dynamique de accrétion étoiles à neutrons et les trous noirs qui présentent à la fois Doppler et redshift gravitationnel. En outre, les températures de divers objets émettant et absorbant peuvent être obtenues en mesurant Élargissement Doppler - Redshifts efficacement et les changements bleus sur une ligne d'émission ou d'absorption simple. En mesurant l'élargissement et de l'évolution de la 21 centimètres raie de l'hydrogène dans des directions différentes, les astronomes ont pu mesurer la vitesses de récession de gaz interstellaire, qui à son tour révèle la courbe de rotation de notre Voie Lactée. Des mesures similaires ont été réalisées sur d'autres galaxies, comme Andromède . En tant qu'outil de diagnostic, les mesures décalage vers le rouge sont une des plus importantes mesures spectroscopiques effectuées en astronomie.
Observations extragalactiques
Les objets les plus éloignés présentent plus grands décalages vers le rouge correspondant au flot de Hubble de l'univers. Le plus grand redshift observée, correspondant à la plus grande distance et la plus éloignée dans le temps, est celle de la radiation cosmique de fond ; la valeur numérique de son redshift est d'environ z = 1,089 (z = 0 correspond à nos jours), et il montre l'état de l' univers il ya environ 13,7 milliards d'années, et 379000 années après les premiers moments de la Big Bang .
Les noyaux ponctuels lumineuse de quasars ont été les premiers "haute-redshift" ( 
) Objets découverts avant l'amélioration de télescopes ont permis la découverte d'autres galaxies à grand redshift.
Pour galaxies plus lointaines que le Groupe local et la proximité Amas de la Vierge, mais à l'intérieur d'un millier mégaparsecs ou alors, le redshift est approximativement proportionnelle à la distance de la galaxie. Cette corrélation a été observée par Edwin Hubble et est venu à être connu comme la loi de Hubble . Vesto Slipher était le premier à découvrir redshifts galactiques, vers l'an 1912, tandis que Hubble corrélation les mesures de Slipher avec des distances qu'il mesurée par d'autres moyens de formuler sa Loi. Dans le modèle cosmologique largement acceptée sur la base de la relativité générale , redshift est principalement le résultat de l'expansion de l'espace: cela signifie que le plus loin une galaxie est de nous, plus l'espace se est élargi depuis le moment où la lumière a quitté cette galaxie, donc plus la lumière a été étiré, plus la lumière est décalée vers le rouge, et donc le plus vite il semble se éloigner de nous. la loi de Hubble suit en partie de la Principe de Copernic. Parce qu'il ne est généralement pas connu comment objets lumineux sont, mesurer le redshift est plus facile que d'autres mesures de distance directe, de sorte redshift est parfois dans la pratique converti en une mesure de distance brut utilisant la loi de Hubble.
Les interactions gravitationnelles de galaxies uns avec les autres et provoquent une importante grappes dispersion dans la parcelle normale du diagramme de Hubble. Le vitesses particulières associées à galaxies superposent une trace approximative de la masse de virialized objets dans l'univers. Cet effet conduit à des phénomènes tels que les galaxies proches (comme la galaxie d'Andromède ) présentant changements bleus que nous tombons vers une commune barycentre , et des cartes redshift de grappes montrant une Doigt de Dieu effet en raison de la dispersion des vitesses particulières dans une distribution à peu près sphérique. Cette composante ajoutée cosmologistes donne une chance de mesurer les masses d'objets indépendants de la ratio masse de lumière (le ratio de la masse d'une galaxie en masses solaires à sa luminosité dans luminosités solaires), un outil important pour mesurer la matière noire .
Relation linéaire de la loi de Hubble entre la distance et redshift suppose que le taux d'expansion de l'univers est constante. Toutefois, lorsque l'univers était beaucoup plus jeune, le taux d'expansion, et donc le Hubble "constante", était plus grande qu'elle ne l'est aujourd'hui. Pour galaxies plus lointaines, alors, dont la lumière a voyagé à nous pour de plus longues périodes, le rapprochement des taux d'expansion constante échoue, et la loi de Hubble devient une relation intégrale non linéaire et dépendant de l'histoire du taux d'expansion depuis l'émission de la lumière de la galaxie en question. Observations de la relation redshift distance peuvent être utilisés, alors, pour déterminer l'histoire de l'expansion de l'univers et donc le contenu de matière et d'énergie.
Alors qu'il a longtemps cru que le taux d'expansion a cessé de diminuer depuis le Big Bang, des observations récentes de la relation redshift-distance à l'aide Supernovae de type Ia ont suggéré que, dans une époque relativement récente, le taux de l'univers d'expansion a commencé à accélérer.
Plus élevés redshifts
Actuellement, le redshift quasar est la plus élevée mesurée 
, Avec le plus haut redshift spectroscopique confirmée d'une galaxie étant IOK-1, à un décalage vers le rouge z = 6,96, et le redshift des galaxies plus lensed être 
tandis que les rapports non encore non confirmées d'un lentille gravitationnelle observé dans un lointain amas de galaxies peut indiquer une galaxie avec un redshift de 
.
La galaxie de radio redshift plus élevé connu (TN J0924-2201) est à un décalage vers le rouge z = 5.2 et le matériau moléculaire redshift plus connu est la détection de l'émission de la molécule de CO du quasar SDSS J1148 + 5251 à z = 6,42
enquêtes de Redshift
Avec l'avènement de automatisés télescopes et des améliorations dans spectroscope, un certain nombre de collaborations ont été faits pour cartographier l'univers dans l'espace redshift. En combinant redshift avec les données de position angulaire, une enquête de redshift cartes de la distribution 3D de la matière dans un champ du ciel. Ces observations sont utilisés pour mesurer les propriétés de la structure à grande échelle de l'univers. Le Great Wall, un vaste superamas de galaxies plus de 500 millions années-lumière de large, offre un exemple dramatique d'une structure à grande échelle qui RedShift enquêtes peuvent détecter.
La première enquête a été le redshift CfA Redshift Survey, a commencé en 1977 avec la collecte de données initiale achevée en 1982. Plus récemment, le Enquête Redshift 2dF Galaxy déterminé la structure à grande échelle d'une partie de l'Univers, de mesure z -values depuis plus de 220 000 galaxies; la collecte de données a été achevée en 2002, et la finale ensemble de données a été libéré 30 Juin 2003 . (En plus de modèles cartographie à grande échelle des galaxies, 2dF établi une limite supérieure masse du neutrino.) Une autre enquête remarquable, le Sloan numérique Sky Survey (SDSS de), est en cours à partir de 2005 et vise à obtenir des mesures sur environ 100 millions d'objets. SDSS a enregistré décalages vers le rouge pour les galaxies aussi élevées que 0,4, et a été impliqué dans la détection des quasars au-delà de z = 6. Le Redshift Survey utilise DEEP2 la Keck télescope avec les nouvelles "DEIMOS" spectrographe; Un suivi à la DEEP1 de programme pilote, DEEP2 est conçu pour mesurer galaxies faibles avec redshift 0,7 et au-dessus, et il est donc prévu de fournir un complément de SDSS et 2dF.
Effets dus à l'optique physique ou transfert radiatif
Les interactions et les phénomènes résumées dans les sujets de transfert radiatif et l'optique physique peuvent entraîner des changements dans la longueur d'onde et la fréquence du rayonnement électromagnétique. Dans ce cas, les déplacements correspondent à un transfert d'énergie physique à la matière ou d'autres photons plutôt que d'être due à une transformation entre des trames de référence. Ces changements peuvent être dus à de tels phénomènes physique effets de cohérence ou la diffusion de rayonnement électromagnétique soit de charge particules élémentaires, des particules ou des fluctuations de la indice de réfraction dans un comme milieu diélectrique se produit dans le phénomène de radio siffleurs de radio. Bien que ces phénomènes sont parfois appelés «décalage vers le rouge» et «changements bleus", les interactions physiques du champ de rayonnement électromagnétique avec lui-même ou la matière intervenant distingue ces phénomènes des effets référence à ossature. En astrophysique, interactions lumière-matière qui se traduisent par des changements d'énergie dans le champ de rayonnement sont généralement appelés «rougissement» plutôt que «rougissement» qui, comme un terme, est normalement réservé pour les effets décrits ci-dessus .
Dans de nombreuses circonstances diffusion provoque rayonnement à rougir parce entropie résultats dans la prédominance de nombreux faible énergie des photons plus de quelques unes de haute énergie (tout conservation de l'énergie totale). Sauf peut-être dans des conditions soigneusement contrôlées, la diffusion ne produit pas la même variation relative de longueur d'onde dans l'ensemble du spectre; ce est-à tout z calculé est généralement une fonction de longueur d'onde. De plus, la diffusion à partir de aléatoire médias se produit en général à plusieurs angles , et z est une fonction de l'angle de diffusion. Si la diffusion multiple se produit, ou les particules de diffusion ont mouvement relatif, alors il est généralement distorsion de raies spectrales ainsi.
En astronomie interstellaire, spectres visibles peuvent apparaître rouge en raison de processus de diffusion dans un phénomène dénommé rougissement interstellaire - similaire La diffusion de Rayleigh provoque la atmosphérique rougissement de la Sun vu dans le lever ou coucher du soleil et provoque le reste de la de disposer d'un ciel couleur bleue. Ce phénomène est distincte de changement ING rouge parce que les lignes spectroscopiques ne sont pas transférés à d'autres longueurs d'onde dans les objets rougis et il ya une supplémentaire gradation et la distorsion associée au phénomène étant dû aux photons dispersés dans et hors de la ligne de mire.
