紅移計算器

紅移衡量已知光譜特徵的觀測波長，相較於實驗室值增加了多少。定義為 z = (觀測波長 - 靜止波長) / 靜止波長，也就是觀測波長除以靜止波長再減一。正值代表紅移，負值代表藍移。此比值沒有因次，因此兩種波長可使用奈米、埃或其他單位，只要一致即可。 對於沿視線方向的運動，本計算器使用狹義相對論都卜勒關係，將紅移換算為徑向速度。精確式為 beta = ((1 + z) 的平方 - 1) / ((1 + z) 的平方 + 1)，接著速度 = beta 乘以光速。紅移很小時，會趨近常見近似式：速度 = cz。相對論形式可避免紅移增加時，推得的速度超過光速。 接著依哈伯定律估算距離：距離 = 速度 / H0。預設哈伯常數為每百萬秒差距 70 公里每秒，是方便教學估算的整數值。這表示在局部線性模型中，距離一百萬秒差距的星系因宇宙膨脹而具有約 70 公里每秒的退行速度。不同觀測方法與宇宙學分析會得到略有差異的 H0，因此此欄位可編輯。 都卜勒速度與哈伯定律距離是實用的近似，尤其適合運動主要隨宇宙膨脹的鄰近星系。它們並非完整的宇宙學距離計算。在中高紅移下，紅移、回溯時間、共動距離、光度距離與角直徑距離的關係，取決於物質密度、暗能量、曲率及膨脹歷史。局部重力造成的本動速度，也可能在鄰近天體中比哈伯流更顯著。 正確辨識譜線非常重要。天文學家會把氫阿爾法線等可辨識的吸收線或發射線，與校準後的靜止波長比較。量測不確定度、譜線混疊、儀器校準、空氣與真空波長慣例，以及錯誤的譜線辨識，都會影響 z。使用多條譜線比僅依賴單一特徵更可靠。 此計算器適用於課堂作業、快速核對光譜，以及建立對紅移與退行運動的直覺。請勿將其線性哈伯距離當成高紅移宇宙學的精確結果。專業分析通常會擬合宇宙學模型，並報告參考系、波長慣例、不確定度及採用參數，讓其他研究人員能重現計算。