Redshift z → velocidade (Doppler)

Redshift: z = (λ_obs − λ_emit)/λ_emit

O redshift z mede o quanto um comprimento de onda se estica entre a emissão e a observação: z = (λ_obs − λ_emit)/λ_emit. Para baixas velocidades (v ≪ c), a forma Doppler clássica dá z ≈ v/c; relativisticamente, 1+z = √((1+β)/(1−β)) com β = v/c. O redshift cosmológico reflete a expansão do próprio espaço: 1+z = a(t_obs)/a(t_emit), onde a(t) é o fator de escala. Hubble (1929) descobriu que as galáxias se afastam com v = H₀·d, com H₀ ≈ 70 km/s/Mpc. Supernovas tipo Ia revelaram a expansão acelerada (Perlmutter, Riess, Schmidt — Nobel 2011, energia escura). Marcos: z = 1 → o universo tinha metade do tamanho atual; z = 11 → as galáxias mais antigas registradas pelo JWST; z ≈ 1100 → a radiação cósmica de fundo (CMB), 380.000 anos após o Big Bang.

Aplicações

Cosmologia e determinação da idade do universo (~13,8 Ga), medida da taxa de expansão e da equação de estado da energia escura, velocidades radiais de exoplanetas (rastreamento Doppler do espectro estelar), localização de fontes de ondas gravitacionais (LIGO/Virgo), levantamentos de quasares e galáxias de alto z e análise de anisotropia do CMB (Planck, COBE, WMAP).

Perguntas frequentes

O redshift cosmológico é um efeito Doppler? Não exatamente — vem da expansão do espaço entre emissor e observador, não de movimento através do espaço. Para galáxias próximas as duas interpretações concordam numericamente, mas em z grande a cosmológica é a correta.

z pode ser maior que 1? Sim. z = 1 significa que λ dobrou, não que v = c. O CMB está em z ≈ 1100: os fótons foram emitidos como luz visível/UV há 13,8 bilhões de anos e foram esticados ~1101× desde então.

O que é blueshift? z negativo, quando a fonte se aproxima. Andrômeda (M31) tem blueshift de v ≈ −110 km/s — colidirá com a Via Láctea em ~4,5 bilhões de anos.