Cassiopeia
Cassiopeia – das "W" am Firmament, dessen Oberseite zum Polarstern weist.

mit Text

Bei periodischen Signalen vergrößert oder verkürzt sich die Wellenlänge, wenn sich die Quelle oder der Beobachter bewegen.
Mit Hilfe der Spektren lassen sich so Informationen über die Bewegung von Sternen und Galaxien gewinnen.

ruhend

Befinden sich Beobachter und Sender in Ruhe, so bewegt sich die Welle in der Schwingungsdauer T um eine Wellenlänge λ weiter. Beide eingezeichneten Beobachter messen diese Wellenlänge.

Bewegt sich der Sender von S nach E mit der Geschwindigkeit v, so legt er in der Zeit T den Weg vT zurück; die Zentren der Kreiswellen verschieben sich um diese Wegstrecke. Die Beobachter B1 und B2  messen unterschiedliche Wellenlängen.
Mathematisch besonders einfach sind zwei Fälle: Beobachter B1 misst die kürzere Wellenlänge λ1' = λ - vT und Beobachter B2 die längere λ2' = λ + vT.
Die Wellenlängendifferenz Δλ ist in beiden Fällen vT.
Mit λ = cT ⇒  Δλ/λ = vT/cT = v/c.

Rotverschiebung

Crab-Nebel
Crabnebel M1

Im Sternbild Stier beobachtet man den expandierenden Crabnebel M1. Aus den Emissionslinien dieses Nebels ergibt sich, bedingt durch seine Expansion, eine Dopplerverschiebung von Δλ = 0,00483 λ. Beobachtet wird weiterhin eine jährliche Vergrößerung des scheinbaren Nebeldurchmessers um 0,43“. Der Nebel hat heute einen Durchmesser von 6,9’.
Aus diesen Daten kann man den Beginn der Expansion vor 960 Jahren schließen; 1054 beobachteten chinesische Astronomen in diesem Sternbild eine Supernova.
Nachweis: 6,9 · 60" : 0,43"/a = 960 a
Die Expansionsgeschwindigkeit ergibt sich mit dem Dopplereffekt zu 0,00438 c = 1,45 · 106 m/s.
Man kann auch den Abstand des Krebspulsars abschätzen. Der Nebel verbreitert sich pro Jahr auf beiden Seiten um die Strecke v · 1 a = 0,00483 ca = 0,00483 Lj.
Ersetzt man diese Strecke durch einen Kreisbogen, so gilt v · 1 a = α/360º · 2π r
⇒ r = (v · 1 a · 360º)/(2π · α) mit α = 0,43"/2
⇒ r = (0,00483 ca · 360 · 3600")/(0,43" ·π) = 4600 ca = 4600 Lj

weiter zu Spektralklassen