If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Если вы используете веб-фильтр, пожалуйста, убедитесь, что домены *.kastatic.org и *.kasandbox.org разблокированы.

Основное содержание
Текущее время:0:00Общая продолжительность:10:04

Транскрипция к видео

предположим я нахожусь здесь мы рассмотрим два сценария и так вот я лучше я просто нарисую глаз потому что мы будем наблюдать свет и так вот мой глаз обозначающий меня в первом сценарии который мы рассмотрим и вот мой глаз во втором сценарии во втором сценарии и так в первом сейчас нарисую в обоих сценариях у нас будет объект это будет некий источник света в первом сценарии источник света относительно меня не будет двигаться а во втором источник света для наглядности будет двигаться со скоростью в половину скорости света колоссальная скорость но пусть будет так он движется со скоростью 1 2 скорости света в направлении от наблюдателя давайте запишем 1 2 скорости света в направлении от наблюдателя от наблюдателя что же будет происходить оба источника излучают свет они начинают излучать свет строго одновременно и на момент когда они начинают излучать свет оба находятся на одинаковом расстоянии от моего глаза разница только в том что этот источник неподвижен относительно меня а этот удаляется со скоростью в половину скорости света и так скажем что спустя некоторый период времени световые волны от источников достигают мой глаз и это будет выглядеть вот так попробую нарисовать здесь надо нарисовать длину световой волны пусть это будет половина длины волны это полная длина еще половина полная половина полная половина и полная длина волны а теперь соединим здесь будет полная длина волны полная длина волны полная длина волны не просто это рисовать еще одна полная длина волны вот так примерно будет выглядеть вся волна начало волны попадает в мой глаз и в процессе прохождения волны через глаз я воспринимаю некую длину волны или частоту как как некий цвет если это длина волны в видимом диапазоне электромагнитного спектра теперь посмотрим что происходит с этим источником во-первых волны достигнут меня строго одновременно одно из замечательных свойств движение света вообще и особенно в вакууме то что источник удаляется от меня со скоростью в половину скорости света не имеет значения свет всё так же будет двигаться в моем направлении со скоростью света это скорость абсолютно даже если бы источник удалялся с девятью десятыми скорости света цвет от него все равно достигнет меня со скоростью света это выглядит непривычным так как в мире привычные нам механики если бы я удалялся от вас с половиной скорости пули и выстрелил в вас то пуля бы двигалась в вашем направлении со скоростью уменьшенной наполовину она бы двигалась вдвое медленнее чем если бы я был неподвижен но со светом это не так разобравшись с этим давайте подумаем на что будет похожа форма волны к тому моменту как свет доберется сюда надо учесть давайте-ка я перерисую этот глаз сейчас я нарисую снова глаз и так вот снова я к тому моменту как свет достигнет моих глаз начав путь от источников строго одновременно данный источник пройдет половину этого расстояния если свету потребуется столько-то времени чтобы его пройти то источник за это же время преодолеет половину расстояния к тому моменту как свет достигнет моего глаза источник будет здесь преодолев вот такое расстояние источники начали испускать свет одновременно и самые первые фотоны если рассматривать свет как частицы достигнут моих глаз одновременно от обоих источников таким образом форма волны окажется фактически растянутой количество волн не изменится 1 2 3 4 полных длины волны но они будут растянуты попробую изобразить четыре полных длины волны здесь разделим пополам и каждую из этих тоже пополам чтобы каждый было полной длиной волны между ними будет половина длины волны половина длины волны в результате форма волны будет выглядеть так постараюсь ее изобразить это самый сложный момент рисование растянутой волны и так она будет выглядеть вот так поэтому когда она попадет в мой глаз он будет воспринимать ее как имеющую большую длину хотя с точки зрения каждого из объектов если двигаться с каждым из них частота и длина волны испускаемого света одинакова и единственное отличие в том что этот источник удаляется от меня или же я удаляюсь от него смотря с какой точки зрения на это смотреть и наблюдатель источник света неподвижно как в первом случае теперь что же увидит в этой ситуации мой глаз мой глаз примет все эти частицы или же все эти колебания волн и для глаза это будет восприниматься как большая длина волны запишу это восприниматься как большая длина волны как большая длина волны и также воспринимается как меньшая частота меньшая частота воспринимается как меньшая частота что же это из это восприятие света предположим это был свет зеленого цвета так что если источник неподвижен относительно наблюдателя свет останется зелёным посмотрим на электромагнитный спектр я это нашёл в википедии если он неподвижен относительно наблюдателя то цвет зеленый длиной волны порядка 500 нанометров но если оказывается что объект удаляется на этой колоссальной скорости то длина волны воспринимается как большая то есть в моем восприятии длина волны будет больший видите что происходит он будет выглядеть краснее смещаюсь в сторону красной части спектра это явление и называется красным смещением красное смещение красное смещение я записал несколько видео посвященных эффекту доплера в них я показывал звуковые волны и воспринимаемую частоту звука если его источник приближается или удаляется здесь происходит то же самое это эффект допплера в приложении к свету причина по которой эффект допплера работает для света в космическом пространстве и для звука в атмосфере в том что звуковая волна в воздухе вне зависимости от направления движения источника к вам или от вас будет распространяться со скоростью звука в воздухе при соответствующем давлении и тому подобных условиях также происходит и со светом но в вакууме свет в любом случае не зависимо от того что с источником сама световая волна распространяется с одинаковой скоростью единственное различие в изменении воспринимаемой частоты и длины волны а теперь собственно зачем мы все это обсуждали это свойство света можно использовать для того чтобы по красному смещению определять направление движения объектов к вам или от вас обычно говорят о красном смещении попросту потому что большинство объектов от нас удаляются и это одно из доказательств в пользу теории большого взрыва в противном случае если бы что-то приближалось на сверхвысокой скорости мы бы наблюдали так называемое фиолетовое смещение частота бы увеличивалась частота бы увеличилась и свет от источника выглядел бы более синим ещё один важный момент феномен красного смещения сама эта идея применимо не только к видимому свету также и к не видимой части спектра которая будет сдвигаться в красную сторону оставаясь при том невидимой глазу ее можно наблюдать также на частотах которые краснее красного так что например излучаются микроволны но из-за скорости удаления источника они воспринимаются в радиодиапазоне об этом стоило бы упомянуть в видео посвящённом фоновому микроволновому излучению то есть тому которое регистрируется как микроволновой но на самом деле его источники удаляются от нас ее под действием красного смещения мы воспринимаем их излучения как микроволны именно так согласно гипотезе о большом взрыве в виде микроволнового излучения надеюсь вам стало понятно что такое красное смещение а теперь попробуем использовать этот инструмент чтобы проверить действительно ли от нас удаляются объекты позвольте обратить на это ваше внимание есть два объекта например две звезды или например две галактики неважно два объекта и из-за других свойств о которых сейчас не буду вам говорить мы знаем что они излучают свет одного цвета из других свойств звезд и галактик можно сделать вывод какого цвета свет скорее всего должен излучаться если же при наблюдении мы воспринимаем цвет одной из пар и как более красный то значит она от нас удаляется и чем краснее она выглядит в сравнении с другой тем быстрее она должна удаляться до встречи с вами в следующем видео