Hoe kan een naderende lichtbron zorgen voor een kleurverandering?

Dat kan als een naderende lichtbron heel hard gaat.

De lichtsnelheid (in een vacuum) mag dan wel hetzelfde zijn voor elke waarnemer, maar de golflengte niet. Dat is hetzelfde als bij geluid. Stel je neemt een loeiende sirene op een politiewagen. Het hoorbare dopplereffect ontstaat niet doordat de politiewagen beweegt, ook niet doordat jij beweegt, maar omdat jullie *ten opzichte van elkaar* bewegen.

Stel:
- de politiewagen rijdt 100 km/h en jij staat stil
- de politiewagen staat stil en jij rijdt er met honderd langs
- jullie rijden langs elkaar heen, politie met 40 en jij met 60 de andere kant op
- jij rijdt 50 en de politiewagen haalt je in met 150

... in al die gevallen zal het dopplereffect hetzelfde zijn omdat jullie relatieve snelheidsverschil 100 km is. Maar het geluid vertrekt in alle gevallen van de politieauto met de snelheid van het geluid, dus de agenten horen geen dopplereffect omdat zij steeds ten ruste zijn ten opzichte van de sirene. Het is de waarnemer die, relatief aan de verzender, met verschillende snelheid en/of richting door de golven beweegt.

Stel je een zee voor die golft met zes golven per minuut op het strand. Sta jij stil in het water dan voel je dus zes golven per minuut langs je been. Maar loop jij nou de zee IN, tegen de golven in dus, dan voel je MEER dan zes golven per minuut. Loop jij echter de zee UIT, met de golven mee, dan voel je MINDER dan zes golven per minuut. Dat is het dopplereffect, en dat effect uit zich in het geval van geluidsgolven in een hogere of lagere toonhoogte die je trommelvlies waarneemt, en in het geval van licht in een verandering van kleur.

Uiteraard moet je in het geval van licht wel héél snel ten opzichte van de verzender bewegen om het verschil te merken in kleur. Waar kunnen we dat vanaf aarde goed waarnemen? Welnu, door te kijken naar sterrenstelsels op miljarden jaren afstand (bijvoorbeeld met de Hubble Space Telescope) - we bewegen ons daarvandaan met significante fracties van de lichtsnelheid, en daarom daalt de golflengte (het aantal keer per seconde dat het golfje op en neer golft) waarmee wij hun licht ontvangen; dat doet niets af aan het feit dat wij dat licht nog steeds met snelheid c zien reizen. Hoe lager de golflengte van licht, hoe roder wij het licht waarnemen. Als we dus meten in hoeverre het licht van dat sterrenstelsel roder is dan we verwachten weten we hoe snel wij en dat sterrenstelsel bij elkaar vandaan reizen.