相對論都卜勒效應

都卜勒效應是當波源與觀察者彼此相對運動時波的頻率發生的變化——這也是疾馳而過的警笛音調會降低的原因。對於光，相對論重塑了經典公式，因為這位信使始終以同一速度 c 傳播，又因為運動的鐘走得慢。朝你衝來的波源，其光被移向更高頻率（藍移）；遠離的波源，則被移向更低頻率（紅移）。

對於正沿視線方向的運動，相對論因子是 sqrt((1 + beta)/(1 - beta))，其中 beta = v/c。它把人們熟悉的波峰擠壓或拉伸，與波源自身鐘的額外變慢融合在一起。其結果按相對論所要求的方式是對稱且各參考系自洽的，不像偏頗的經典聲音公式那樣把介質當作特殊存在。

最驚人的特徵則完全沒有經典對應物：橫向都卜勒效應。即便波源在最近點掠過、恰好沿側向運動、既不靠近也不遠離，它的光仍然到達時呈紅移。這一頻移純粹是時間膨脹——運動波源的鐘走得慢，所以每一道波峰都被延遲了。測出這種橫向紅移，是對「運動的鐘確實走得慢」這一點直接的、達到實驗室精度的確認。