כולנו נתקלנו באפקט דופלר כאשר שמענו כיצד קול מכונית צופרת משתנה כשהיא עוברת אותנו. ברגע שהמכונית המהירה תחלוף אותנו גובה קול הצופר יצלול מטה, לצלילים הנמוכים. אבל מדוע? ולמה לאפקט הזה יש משמעות חשובה גם בחקר החלל?
גלי קול הם למעשה תדר מסוים שבו האוויר נדחף עד שהוא מגיע לאוזנינו. מהירות הקול באוויר היא תמיד 343 מטר לשניה אך ככל שגלי הקול יהיו צפופים יותר זה לזה (כלומר הגלים יהיו קצרים), קולם יישמע לנו גבוה יותר ולהפך - ככל שגלי הקול יהיו פחות צפופים ויותר ארוכים, כך נתפוס את קולם כנמוך יותר.
גם אור, שהוא קרינה אלקטרומגנטית, נוהג כגל ונע בחלל בתדרים שונים. אור שנתפס על ידנו כירוק, למשל, נע בתדר גבוה יותר מאשר אור צהוב. וכך, ספקטרום הצבעים משקף למעשה את ספקטרום התדרים הנראים, מהנמוכים ביותר ועד הגבוהים: אדום, כתום, צהוב, ירוק, כחול וסגול. קרינה אלקטרומגנטית יכולה לנוע כמובן גם בתדרים שאינם נראים לעין האנושית, נמוכים יותר מאדום (אינפרא-אדום ואף נמוך יותר, גלי מיקרו ורדיו) או גבוהים יותר מסגול (אולטרה-סגול ואז גלי רנטגן וקרני גמא).
אבל מה היה קורה אילו היינו מאיצים כלפי משהו שמפיץ אור או קול?
בואו נעשה ניסוי מחשבתי קטן (אפשר לעשות אותו גם באמת). נניח שבמרכז בריכה מישהו מטיל אבן למים ואדוות (מעגלי גלים קטנים) מתחילות להתפשט ממקום פגיעתה במעגלים הולכים ומתרחבים. בבריכה חונה גם סירת צעצוע קטנה ובסופו של דבר, האדוות יגיעו גם אליה בקצב אחיד. אבל מה אם היינו משיטים את הסירה אל תוך התפשטות האדוות, אל המקום בו האבן פגעה? נוכל לראות שהגלים מגיעים אליה מהר יותר, בהפרש קטן יותר. כלומר, התדר שלהם יקטן ביחס לסירה. לעומת זאת, אם הסירה תשוט הרחק ממקום פגיעת האבן, היא תברח מגלי האדוות והם יגיעו אליה בהפרשים גדולים יותר, כלומר התדר שלהם יגדל.
כך בדיוק יקרה גם אם נאיץ לעבר או הרחק ממכונית צופרת (או לחילופין, שהיא תאיץ כלפינו או מאיתנו): גלי הקול המתקצרים ככל שנתקרב, יגרמו לנו לשמוע את הצפירה בטון גבוה יותר, ואילו ככל שנתרחק, הם יישמעו בטון נמוך יותר. וגם לגבי האור: ככל שנאיץ כלפי מקור אור (או שהוא יאיץ לכיווננו) הוא ייראה כחול וסגול יותר, עד שנחדל לראותו, וככל שנאיץ ממנו (או שהוא יאיץ מאתנו) הוא ייראה אדום יותר ויותר.
220px-Redshift_blueshift.svg_.png
האסטרונום אדווין האבל גילה שככל שגלקסיות רחוקות מאיתנו, אורן מוסח לאדום, כלומר תדר האור הולך ומתארך כאילו אנחנו בורחים במהירות מוצאת (או שהן בורחות מאיתנו). חשבו על משמעות התגלית הזו. אם הכל מתרחק במהירות מואצת, אפשר לשער שהיקום כולו מתפשט ופעם, לפני הרבה זמן, הכל התפרץ מנקודה אחת קטנה. התגלית של האבל, שנסמכה על אפקט דופלר, חיזקה את תיאוריית המפץ הגדול ומשמשת אסטרונומים כיום כדי לחשב את מרחקם של גרמי שמיים מרוחים.
סרטון מומלץ בעברית המסביר את אפקט דופלר ומשמעותו.