სიახლეებიარსებობს გამოსხივების წყაროს მოძრაობით გამოწვეული ორი მექანიზმი, რომლებიც წითელ წანაცვლებას იწვევს - დოპლერის ეფექტი და დროის რელატივისტური “შენელება”. დოპლერის ეფექტით გამოწვეული წითელი წანაცვლება ხდება მაშინ, როცა გამოსხივების წყარო შორდება გამოსხივების მიმღებს.
წითელი წანაცვლება შეიძლება მოხდეს იმ შემთხვევაშიც, თუ მანძილი წყაროსა და მიმღებს შორის არ იცვლება, მაგრამ წყარო მოძრაობს რელატივისტური სიჩქარით დამკვირვებლის მიმართ მართობულად. ამ დროს ხდება დამკვირვებლის მიმართ, წყაროს დროის რელატივისტური “შენელება”. თუ გამოსხივების წყარო მარცხნივ გადაადგილდება, მაშინ ტალღების სიხშირე იზრდება, ხოლო მარჯვნივ მცირდება.
გრავიტაციული წითელი წანაცვლება ხდება როცა გრავიტაციული პოტენციალი გამოსხივების მიმღებთან ნაკლება ვიდრე წყაროსთან. ამ ეფექტის კლასიკური ახსნა ფოტონის ენერგიის დაკარგვაში მდგომარეობს, ანუ გამოსხივების კვანტი, ფოტონი, ენერგიას გრავიტაციული ველის გადალახვაში ხარჯავს. შედეგად გამოსხივების სიხშირე მცირდება, ხოლო ტალღის სიგრძე კი იზრდება. გრავიტაციული წითელი წანაცვლებაის მაგალითია თეთრი ჯუჯების გამოსხივების სპექტრში აღმოჩენილი წანაცვლება. (ვარსკვლავთა უმრავლესობა, მათ შორის ჩვენი მზეც, ამთავრებენ რა ევოლუციას, იქამდე იკუმშებიან, სანამ ელექტრონების წნევა არ გაუწონასწორდება გრავიტაციულს. ამ დროს ვარსკვლავები ასჯერ პატარავდებიან, შეკუმშვისაგან მათი სიმკვრივე წყლისაზე მილიონჯერ მეტი ხდება, ასეთ ვარსკვლავებს თეთრ ჯუჯებს უწოდებენ).
ყველაზე დიდი წითელი წანაცვლება შეიმჩნევა შორეულ, გალაქტიკის გარეთ მყოფი ობიექტების სპექტრში - გალაქტიკები და კვაზარები. ეს აიხსნება სამყაროს გაფართოების ეფექტით, გაფართოებასთან ერთად გალაქტიკები დიდი სიჩქარით გვშორდებიან. თუ ობიექტი კი არ გშორდება არამედ გვიახლოვდება, მაშინ ადგილი აქვს იისფერ წანაცვლებას, წითელი წანაცვლების საწინააღმდეგო ეფექტს. ეს ეხება მექანიკურ ბგერებსაც.
კოსმოლოგიური წითელი წანაცვლების მაჩვენებელი z-ისა და ობიექტამდე მანძილის r-ის ურთიერთ დამოკიდებულობას ჰაბლის კანონსაც ეძახიან:
cz = Hr,
სადაც H ჰაბლის მუდმივაა. ჩვეულებრივ ჰაბლის კანონს იყენებენ ჩვენი გალაქტიკის გარეთ არსებულ ობიექტებამდე მანძილის დასადგენად მათი წითელი წანაცვლების მიხედვით. ახლახან აღმოაჩინეს უშორესი გალაქტიკა წითელი წანაცვლების მაჩვენებელით z = 10. ანუ იქამდე მანძილი 13 მილიარდ სინათლის წელზე მეტია (სამყაროს ასაკი 13,8 მილიარდი წელია).
ჰაბლის კანონი — აღწერს ფიზიკურ დაკვირვებას, რომლის თანახმად სხვადადასხვა გალაქტიკების სიჩქარე დედამიწის მიმართ პროპორციულია მანძილისა ამ გალაქტიკებიდან ჩვენამდე. ეს კანონი პირველად გამოიყვანა ჯორჯ ლემეტრმა 1927 წელს. ფარდობითობის ზოგადი თეორიის განტოლებიდან. ედუინ ჰაბლმა ის ემპირიულად მიიღო 1929 წელს დაკვირვებიდან. სხეულთა დაცილების სიჩქარეზე მიანიშნებდა მათი წითელი წანაცვლება, რაც ვესტო სლეიფერის (1917) ადრეული გაზომვებით მის მიერვე იყო დაკავშირებული სიჩქარესთან. ეს მიიჩნევა გაფართოებადი სივრცის პარადიგმის პირველ საბაზისო დაკვირვებად და დღეს გამოიყენება როგორც დიდი აფეთქების მოდელის ერთერთი დამადასტურებელი საბუთი.
ჰაბლის კანონს ხშირად აღწერენ ტოლობით
v = Hr,
სადაც H არის პროპორციულობის კოეფიციენტი (ჰაბლის მუდმივა) გალაქტიკამდე მანძილსა r და მის სიჩქარეს v შორის. SI სისტემაში H-ის ერთეულია 1/წმ, მაგრამ ყველაზე ხშირად გამოიყენება (კმ/წმ)/მგპს, რაც გვაძლევს ერთი მეგაპარსეკით დაშორებული გალაქტიკის სიჩქარეს კმ/წმ ერთეულებში. 2010 წელს Hubble კოსმოსური ტელესკოპის მიერ გრავიტაციული ლინზების გაზომვები ამ მუდმივისთვის იძლევა:
H = 70.6 ± 3.1 (კმ/წმ)/მგპს.
2009 წელს აგრეთვე Hubble კოსმოსური ტელესკოპის გამოყენებით მიღებული იყო
H = 74.2 ± 3.6 (კმ/წმ)/მგპს.
შედეგები მიახლოებით თანხმობაშია 2001 წლის გაზომვებთანაც, რომლის თანახმად
H =72 ± 8 (კმ/წმ)/მგპს.
2006 წლის აგვისტოში ნაკლებად ზუსტი გაზომვები ჩატარდა NASA-ს Chandra რენტგენის კოსმოსური ობსერვატორიის მონაცემებზე დაყრდნობით:
H =77 (კმ/წმ)/მგპს,
ან დაახლოებით 2.5x10-10 1/წმ განუზღვრელობით ± 15%. არსებულ მონაცემებზე დაყრდნობით NASA ასკვნის, რომ თუ ვივარაუდებთ, რომ სივრცე ბრტყელია მაშინ ჰაბლის მუდმივა უნდა იყოს 70.8 ± 1.6 (კმ/წმ)/მგპს-ის ტოლი, ან 70.8 ± 4.0 (კმ/წმ)/მგპს სხვა შემთხვევაში.
თეთრი სინათლის შემადგენელი ფერების წანაცვლება წითლისკენ. ხილულ დიაპაზონში წითელ ფერს დანარჩენებზე დაბალი სიხშირე და შესაბამისად გრძელი ტალღა აქვს, ანუ მისი ფოტონები უფრო დაბალენერგეტიკულები არიან. ზემოთ ხსენებული ეფექტების გამო როცა სინათლე წითელ წანაცვლებას განიცდის ის იღებს უფრო დაბალი ენერგიის შესაბამის ფერს - იისფერი ლურჯს, ლურჯი მწვანეს, მწვანე ყვითელს, ყვითელი წითელს და ა.შ.
წლიური პარალაქსი, იანგარიშება ჩვეულებრივი ტრიგონომეტრიული ფორმულებით. თუ ცნობილია დედამიწის ორბიტის რადიუსი და იმ ელიფსისაც, რომელსაც ვარსკვლავი ციურ სფეროზე დედამიწის წლიური მოძრაობის დროს შემოწერს (რაც უფრო შორსაა ვარსკვლავი მით პატარაა ელიფსის ზომები), მაშინ შესაძლებელია ამ ვარსკვლავამდე მანძილის გაგებაც. ფორმულას აქვს სახე
r = 206265″/p.″
კუთხური წუთი (′) ან წამი(″) ასტრონომიაში ბრტყელი კუთხეების გრადუსებში გაზომვისთვის გამოიყენება. საათის 60 წუთიან ინტერვალებად დაყოფის ანალოგიურად გრადუსსაც 60 წუთზე ყოფენ (′) , ხოლო წუთს 60 წამზე (″).
ზოგჯერ კუთხურ წამს და მისგან წარმოებულ უფრო მცირე ერთეულებს შეცდომით არკ-წამებსაც უწოდებენ, რაც ინგლისური სიტყვიდან arcsecond (რკალური წამი ან წუთი) იწარმოება.
კოსმოსში მანძილების დასადგენად წითელი წანაცვლების მეთოდის გარდა იყენებენ რადიოლოკაციას, ტრიგონომეტრიულ პარალაქსს, ფოტომეტრულ მეთოდს, ცვლადი სიკაშკაშის ვარსკვლავებს (ცეფეიდები), Ia ტიპის ზეახლების ანთებებს, გრავიტაციულ ლინზირებას…
