Лучевые скорости звезд. Динамическая картина Вселенной может быть установлена, если известны скорости движения звезд относительно наблюдателя. Эти вопросы связаны со значительными трудностями. Ниже рассматриваются способы определения скоростей небесных светил.

Если некоторое светило движется относительно наблюдателя А, то скорость v его движения может быть разложена на две составляющие. Составляющая, представляющая проекцию скорости на луч зрения или радиус-вектор, называется лучевой скоростью звезды, а трансверсальная составляющая скорости, перпендикулярная лучу зрения, называется собственным движением.

Каждая из этих составляющих определяется особым методом. Метод определения лучевых скоростей основан на использовании принципа Допплера - Физо - Белопольского. Согласно, этому принципу, скорость светила по лучу зрения определяется по смещению спектральных линий в спектре:
где X - длина волны спектральной линии, ДЯ - изменение длины волны в результате движения источника света по лучу зрения, лучевая скорость и с - скорость света.

Трудности в измерении лучевых скоростей звезд возникают из-за того, что эти скорости обычно малы по сравнению со скоростью света, и вследствие этого смещение спектральных линий очень незначительно. Только сравнивая фотографии спектров, удается обнаружить и измерить это смещение. Заметим, что лучевые скорости звезд сравнимы со скоростью Земли в ее движении вокруг Солнца, которая равна примерно 30 км /сек.

Собственные движения звезд. Трансверсальная составляющая скорости звезды приводит к перемещению звезды по небесной сфере. Поэтому принято собственное движение звезды измерять угловым смещением звезды на небесной сфере за год.

Так как звезды расположены от нас на огромных расстояниях, то собственные движения их чрезвычайно малы. Даже у самых близких звезд величина не превышает. Зная годичное смещение звезды, можно определить трансверсальную составляющую скорости звезды по формуле: где г - расстояние до звезды. Выражая г в парсеках, можно записать это выражение в виде: