Üç Tür Kırmızıya Kayma: Hangisi Okunuyor?

Tayftaki bir çizgi laboratuvardaki yerinden uzun dalga boyuna kaydıysa kaynağa kırmızıya kaymış denir. Kelime tek bir mekanizma değildir. Üç ayrı süreç aynı yönde uzatma yapabilir. Biri kaynağın hareketidir. Biri uzayın genişlemesidir. Biri de ışığın bir çekim kuyusundan çıkmasıdır. Hangisinin ağır bastığı, kaynağın uzaklığına ve ortamına bağlıdır.

Ortak işaret, ayrı neden

Üçünde de ölçülen şey, çizginin kesirsel uzamasıdır. Uzama, dalga boyundaki farkın laboratuvar dalga boyuna bölümüdür. Sayı aynı görünür. Öykü aynı değildir. Sirenden yıldıza giden Doppler etkisi ayrı bir yazıda anlatılır. O yazı, hareketin bakış çizgisindeki bileşenini okur. Burada o okuma, üç seçenekten yalnızca biridir.

Yakın bir yıldızda genişleme payı küçüktür. Çizgiyi oynatan, yıldızın bize yaklaşması ya da uzaklaşmasıdır. Çift yıldızda çizgi bir ileri bir geri gider. Bu salınım, genişlemenin işi değildir. Genişleme, bir yörünge döneminde tersine dönmez.

Uzak gökadada genişleme

Çok uzak bir gökadanın çizgisi, ışık yoldayken uzay genişlediği için uzar. Bu, gökadanın bir siren gibi uzayın içinde bize göre hızlanması demek değildir. Balon benzetmesinin sınırı genişleme yazısında durur. Kozmolojik kayma, o genişlemenin tayftaki izidir.

Yakın kümelerde iki pay birden bulunur. Gökada, kümenin içinde hareket eder. Küme de genişlemeyle bizden uzaklaşır. İkisini tek hıza yazmak, yerel hareketi evrenin temposu sanmaktır. Tempo tartışmasının bugünkü hâli Hubble gerilimi yazısında ele alınır. Gerilim, bu yerel hareketin kendisi değildir.

Çekim kuyusundan çıkan ışık

Işık, derin bir çekim kuyusundan çıkarken enerji kaybeder. Tayf yine kırmızıya kayar. Buna kütleçekimsel kayma denir. Yer deneylerinde ve beyaz cüce yıldızların tayfında ölçülmüştür. Siren etkisi değildir. Kaynak size göre duruyor olsa da kuyu yeterince derinse çizgi kayar.

Kara deliğin olay ufku, bu kaymanın uç bir sınırına komşudur. Ufkun kendisi bir yüzey değildir. O sınır ayrı bir yazıda anlatılır. Kütleçekimsel kayma, ufka düşmeden de, sıradan yıldızlarda da vardır. Her kırmızı çizgi bir kara delik haberi değildir.

Nasıl ayırt edilir

Önce kaynağın uzaklığına bakın. Birkaç yakın yıldızdaysanız hareketi öne alın. Milyarlarca ışık yılı ötedeyse genişlemeyi öne alın. Arada, ikisini birden sorun. Sonra ortamı sorun. Işık beyaz cüce gibi sıkışık bir gövdeden mi çıkıyor, yoksa sıradan bir yıldızdan mı. Sıkışık gövdede çekim payı ayrıca yazılır.

Çizginin yalnız kırmızıya gittiğini söyleyen bir haber, bu üç sorudan hiçbirini cevaplamamış olabilir. Sayı doğru, etiket eksik kalır. Etiket eksikse hız da eksiktir. Çünkü her uzama bir siren hızı değildir.

Sık sorulan sorular

Her kırmızıya kayma uzaklaşma mıdır?

Hayır. Uzak gökadalarda asıl pay çoğu zaman genişlemedir. Çekim kuyusundan çıkan ışık da kayar. Kayma, tek başına siren hızı demek değildir.

Yakın bir yıldızda genişleme ölçülür mü?

Pratikte hayır. O uzaklıkta hareketin Doppler kayması çok daha büyüktür. Genişleme, uzak gökadaların ölçeğinde ağır basar.

Maviye kayma da var mıdır?

Hareket size doğruysa çizgi kısalır. Andromeda'nın bize yaklaşması bu türdendir. Kozmolojik genişleme ise uzak gökadaları maviye çevirmez.