Absorptionsspektre

Nå vi sender lyset fra en fjern stjerne gennem en spektrograf, ser vi fordelingen af lyset fra stjernen ved forskellige bølgelængder. Grundstofferne i stjernens atmosfære absorberer lidt af lyset svarende til de karakteristiske bølgelængder for grundstoffernes absorptionslinier, og disse vil ses i stjernens spektrum som mørkere linier.

Når vi kender den præcise konstruktion af den benyttede spektrograf, kan vi bestemme lysets bølgelængde som en funktion af placeringen i spektret. På grund af de karakteristiske liniemønstre, som forskellige grundstoffer danner, kan vi identificere spektrallinierne i spektret og dermed kender vi bølgelængden af det lys, der blev udsendt af stjernen.

Spektrallinierne optræder ikke altid præcist, hvor vi skulle forvente linien at optræde i spektret ud fra dens bølgelængde, og disse forskelle kan vi fortolke ud fra Dopplereffekten. Hvis et objekt bevæger sig væk fra os, vil lyset fra objektet synes at være forskudt mod den røde del af spektret. Effekten er større, jo hurtigere objektet bevæger sig i forhold til os. Ved at måle de forskydninger, som de kendte spektrallinier ser ud til at have undergået, kan vi bestemme hastigheden af objektet i forhold til os.

Hvis man sammenligher hastigheder af nære galakser med afstandene til galakserne (bestemt ad anden vej), finder man, at der er en fin, næsten lineær sammenhæng mellem hastigheden og afstanden til galaksen. Dette kan man så benytte til at bestemme afstande til fjernere galakser, hvor vi kan måle hastigheden (rødforskydningen) men ikke afstanden direkte.