El efecto Doppler consiste en una variación aparente en la longitud de onda (y frecuencia) de una onda cuando existe un movimiento relativo entre el emisor y el observador.

   Este efecto se produce también con las ondas sonoras, y es el causante de que cuando un coche con una sirena se acerca a nosotros, oigamos el sonido más agudo (la longitud de onda se acorta) y cuando se aleja, el sonido sea más grave (la longitud de onda se alarga).

   En la figura podemos ver un ejemplo de este efecto. Si un cuerpo emite una onda a una determinada frecuencia (o longitud de onda) y este cuerpo se aleja de nosotros, la radiación que nos llegará tendrá una frecuencia menor que la emitida realmente. Por eso se dice, en este caso, que se produce un desplazamiento al rojo de la radiación. Sin embargo, si el cuerpo se está acercando, lo que apreciaremos será un aumento de la frecuencia, produciéndose, por tanto un desplazamiento al azul.

El efecto Doppler

   El efecto Doppler es muy importante tanto en astronomía óptica como en radioastronomía. Cuando se toma un espectro de un objeto que se está alejando de la tierra, sus líneas aparecen desplazadas hacia longitudes de onda mayores (frecuencias menores), una cierta cantidad dependiendo de cuál sea la velocidad con la que se aleja. Esto es muy importante.
   
Por ejemplo, cuando se quiere hacer el espectro de una sola línea. Veamos la figura. Muestra un espectro de un máser de agua tomado con la antena de 70 m de Robledo. La línea está desplazada de su posición de reposo, ya que, como se puede ver, se mueve a una velocidad algo mayor de 20 km/s. Esto hace, que en lugar de aparecer centrada en la frecuencia adecuada, aparece desplazada aproximadamente 1.5 MHz. Si nuestro espectrómetro tuviera una anchura de menos de 3 MHz, (si tuviera la anchura marcada por la línea azul) no podríamos ver el máser porque se quedaría fuera de nuestro rango de observación. Por eso, en estos casos, es importante conocer a priori las velocidades de los objetos cuyos espectros queramos tomar.

MÁSER DESPLAZADO POR EL EFECTO DOPPLER
   En el Universo, la mayoría de los objetos se están alejando unos de otros. Este hecho fue descubierto en los años 20, después de que Hubble confirmase que las galaxias no pertenecían a la Vía Láctea, sino que eran objetos lejanos y diferenciados.
   A partir de entonces comenzaron a realizarse medidas, descubriendo que cuanto más lejos estaba una galaxia, a más velocidad se alejaba de nosotros. Este hecho confirmaba la teoría de un Universo en expansión y se estableció la constante de Hubble que relaciona la distancia con la velocidad de expansión de un objeto. Éste es uno de los temas abiertos en cosmología, ya que dependiendo del valor de esta constante podremos tener un Universo que continúe indefinidamente su expansión, uno que atraviese después una fase de contracción o uno en el que la expansión vaya ralentizándose cada vez más sin llegar nunca a la contracción.

REPRESENTACIÓN DE LA SEPARACIÓN
DE GALAXIAS AL EXPANDIRSE EL UNIVERSO

   Debido a la expansión del Universo, la mayoría de los objetos que podemos observar, sobre todo aquellos que se encuentran fuera de nuestra Galaxia, están alejándose de nosotros, por lo que veremos sus espectros desplazados al rojo. A este efecto se le denomina desplazamiento al rojo cosmológico.

   En la figura se representa un universo (la línea amarilla) en expansión. Supongamos dos galaxias entre las que existe una distancia A. Si imaginamos que las galaxias no tienen ningún desplazamiento propio y que su único movimiento es debido a la expansión del punto en el que están fijas, vemos que al expandirse el universo, la distancia que habrá entre ellas será B, que es mayor que A. La impresión que tendrá un habitante de una de estas galaxias es que la otra se está alejando de ella.

   El espectro de los cuásares, por ejemplo, está considerablemente desplazado al rojo. Junto con otras características, como su gran energía, este desplazamiento al rojo sugiere que los cuásares son los objetos más distantes y más antiguos que hemos observado. ¡Los cuásares más lejanos se alejan a una velocidad del 90% de la velocidad de la luz!