1842년물리학
도플러 효과
크리스티안 도플러가 파원이나 관측자가 움직일 때 관측되는 진동수가 변하는 현상을 수학적으로 기술하고, 별의 색이 운동 속도에 따라 달라질 수 있다고 예측했다.
“움직임이 파동의 음색을 바꾼다는 법칙이 우주 팽창의 증거가 됐다.”
이야기의 시작
기차 경적 소리가 다가올 때와 멀어질 때 왜 다르게 들릴까?
발견 전
소리의 높낮이가 파원의 속도와 관련된다는 것을 정확히 설명하는 이론은 없었다.
질문
움직이는 파원이 내는 진동수는 정지한 관측자에게 어떻게 들리는가?
발견
도플러는 f' = f·(v + v_o)/(v − v_s) 를 유도하고, 이중성(二重星)의 색 차이가 시선 속도 차이로 설명될 수 있다고 주장했다.
당시 반응
1845년 네덜란드에서 마차에 나팔수를 태우고 음의 높낮이를 청음해 이론이 실험으로 검증됐다.
세상이 바뀐 점
천문학에서 별·은하의 적색이동·청색이동으로 우주 팽창을 측정하고, 레이더·의료 초음파·속도 측정기에 광범위하게 응용됐다.
오늘날
허블의 우주 팽창 발견, 경찰 속도 측정 카메라, 태아 심장 모니터까지 모두 도플러 효과를 쓴다.