Синее смещение

Гравитационное синее смещение кванта (фотона) или иной элементарной частицы (такой как электрон или протон) при её падении в гравитационное поле (создаваемое жёлтой звездой в нижней части рисунка)

Си́нее смеще́ние (также фиоле́товое смеще́ние) — уменьшение длины волны (и увеличение частоты) монохроматического компонента спектра источника излучения в системе отсчёта наблюдателя по сравнению с длиной волны (частотой) этого компонента в собственной системе отсчёта. Противоположно красному смещению. Термин возник первоначально для линий видимого электромагнитного излучения, смещающихся к коротковолновому (фиолетовому, синему) концу видимого спектра, однако эффект наблюдается и для электромагнитных волн вне оптического диапазона, поэтому «цветовой» эпитет является условным. Как синее, так и красное смещение описываются параметром смещения $z$, который определяется как

$z={\lambda -\lambda _{0} \over \lambda _{0}},$

(где $\lambda$ и $\lambda _{0}$  — длина волны в точках приёма и испускания, соответственно), однако для красного смещения параметр $z$ положителен (лежит в диапазоне от 0 до +∞), а для синего — отрицателен (лежит в диапазоне от −1 до 0).

• Гравитационное синее смещение является абсолютным (повышение частоты самого кванта при его попадании в более сильное гравитационное поле).
• Доплеровское синее смещение является относительным (производным от движения наблюдателя относительно кванта).

В некоторых космологических моделях на определённых стадиях эволюции (например, в замкнутой вселенной на стадии коллапса) свободная электромагнитная волна испытывает космологическое синее смещение, связанное с уменьшением масштабного фактора.

Во всех трёх случаях (гравитационное, доплеровское и космологическое синее смещение) параметр смещения $z$ не зависит от длины волны — линии в разных частях спектра уменьшают свою длину волны в одинаковое число раз, $\lambda =(z+1)\lambda _{0}$.

В массовой культуре

Термин «синее смещение» используется в названии компьютерной игры Half-Life: Blue Shift.

У писателя Джона Стица есть роман в жанре детективной фантастики Встречи на красном смещении.

У писателя Александра Колпакова синее (фиолетовое) космологическое смещение используется в фантастическом рассказе «Если это случится» об исходе человечества в новый мир после коллапса его привычной Вселенной.

См. также

• Красное смещение
• Голубой сдвиг

Литература

• Ives H. E., Stilwell G. R. An Experimental Study of the Rate of a Moving Atomic Clock (англ.) // Journal of the Optical Society of America. — 1938. — Vol. 28. — Iss. 7. — P. 215—219. — doi:10.1364/JOSA.28.000215. — .
• Mac-Arthur D., Test of the Special-Relativist Doppler Formula …// Phys. Lett., 1986, V.56. No. 4