天体分光学
天体がどのように動いているかを、スペクトルから決定する手法がある。天体からの光の波長がドップラー効果により伸び縮みすることで、観測者に向かってくる天体の光は短波長側にずれ(青方偏移)、反対に観測者から遠ざかっていく天体の光は長波長側にシフト(赤方偏移)する。青方偏移した天体の光は本来の色より青く見え、赤方偏移した天体の場合は本来より赤く見える。
観測者の視線方向に対する天体の速度(視線速度)と波長のシフト量の関係は、天体が発した際の本来の光の波長を λ 0 {\displaystyle \lambda _{0}} 、シフト後に観測された波長を λ {\displaystyle \lambda } 、天体の視線速度を v {\displaystyle v} 、光速を c {\displaystyle c} とおき、 v < 0 {\displaystyle v<0} を λ < λ 0 {\displaystyle \lambda <\lambda _{0}} 、つまり青方偏移側におくと
λ − λ 0 λ 0 = v c {\displaystyle {\frac {\lambda -\lambda _{0}}{\lambda _{0}}}={\frac {v}{c}}}
と表現される。赤方偏移した吸収線や輝線は、静止した天体のそれらよりも長波長側に現れる。1913年にヴェスト・スライファーは、アンドロメダ銀河の波長が青方偏移しており地球に向かっていることを発見したが、続いてほかの20個の銀河を分光観測したところ、4つを除きすべての銀河が地球から遠ざかっていることがわかり、その遠ざかる速度も算出された。