الانزياح نحو الأحمر وتوسع الكون - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

--- SECTION: الشكل 4-20 --- الشكل 4-20 تبدو بوضوح ثلاثة خطوط انبعاث لعنصر الهيدروجين مزاحة نحو الأحمر في طيف الكوازار 3C273، تم تحديدها من خلال إشارات الخطوط خارج الطيفين. حيث أزيحت أطوالها الموجية 16% تقريباً مقارنة بالظروف المخبرية.يستطيع الباحثون تحديد كيفية تحرك الأجسام الفلكية، مثل المجرات، بالنسبة للأرض، وذلك بمراقبة انزياح دوبلر للضوء. ويتم ذلك عن طريق مراقبة طيف الضوء المنبعث من النجوم في المجرة باستخدام جهاز يُسمى المطياف، كما هو موضح في الشكل 4-20. حيث تبعث العناصر الموجودة في نجوم المجرات أطوالاً موجية محددة يمكن قياسها في المختبر. وللمطياف القدرة على قياس انزياح دوبلر لهذه الأطوال الموجية.اقترح إدوين هابل في عام 1929 أن الكون يتمدد، وتوصل هابل إلى هذه النتيجة بتحليل طيف الانبعاث القادم من عدة مجرات. ولاحظ هابل أن خطوط الطيف للعناصر المألوفة كانت ذات أطوال موجية أطول من المتوقع، حيث كانت خطوط الطيف مزاحة نحو نهاية الطيف ذي اللون الأحمر. وبغض النظر عن مساحة السماء التي راقبها، فقد كانت المجرات ترسل إلى الأرض ضوءًا مزاحًا نحو الأحمر. ترى، ما سبب انزياح خطوط الطيف نحو الأحمر؟ استنتج هابل من ذلك أن المجرات جميعها تتحرك مبتعدة عن الأرض.--- SECTION: 11. --- ما تردد خط طيف الأكسجين إذا كان طوله الموجي 513 nm؟--- SECTION: 12. --- تتحرك ذرة هيدروجين في مجرة بسرعة 6.55 × 10⁶ m/s مبتعدة عن الأرض، وتبعث ضوءًا بتردد 6.16 × 10¹⁴ Hz. ما التردد الذي سيلاحظه فلكي على الأرض للضوء المنبعث من ذرة الهيدروجين؟--- SECTION: 13. --- ينظر فلكي إلى طيف مجرة، فيجد أن هناك خطًا لطيف الأكسجين بالطول الموجي 525 nm، في حين أن القيمة المقيسة في المختبر تساوي 513 nm. احسب سرعة تحرك المجرة بالنسبة للأرض، ووضح ما إذا كانت المجرة تتحرك مقتربة من الأرض أم مبتعدة عنها، وكيف تعرف ذلك؟2025 - 1447--- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: الشكل 4-20 Description: بيان طيفي يوضح خطوط انبعاث عنصر الهيدروجين في طيف كوازار 3C273 مقارنة بطيف مرجعي. يظهر الطيف العلوي (3C273) خطوطًا مزاحة بشكل واضح نحو الأطوال الموجية الأطول (اللون الأحمر) مقارنة بالطيف السفلي (طيف المقارنة)، مما يدل على ابتعاد الكوازار. الخطوط الرأسية تشير إلى مواقع الخطوط المرجعية. Data: الخطوط الطيفية في طيف الكوازار 3C273 مزاحة بشكل ملحوظ نحو الأطوال الموجية الأطول (اللون الأحمر) مقارنة بخطوط الانبعاث لنفس العنصر (الهيدروجين) في طيف المقارنة المخبري. هذا الانزياح يبلغ حوالي 16% من الطول الموجي الأصلي. Key Values: انزياح 16% في الأطوال الموجية Context: يوضح مفهوم الانزياح نحو الأحمر (Redshift) كدليل على تمدد الكون وابتعاد الأجسام الفلكية، وهو مبدأ أساسي في علم الفلك الفيزيائي.