Para objetos astrofísicos grandes como las galaxias, el desplazamiento al rojo (ver el efecto Doppler) se mide comparando el espectro de la distribución de luz de la galaxia con modelos espectrales estándar. El desplazamiento al rojo es una medida de hasta qué punto el espectro de la luz se desplaza por el movimiento de la galaxia.
El desplazamiento al rojo está directamente relacionado con las velocidades radiales y transversales y puede calcularse de la siguiente manera:
Movimiento completamente en dirección radial:
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Movimiento completamente en dirección transversal:
¿Cómo sabemos en qué dirección se mueve la galaxia? En general, para los objetos en el espacio profundo, la velocidad de expansión del universo es el factor dominante, lo que significa que la velocidad observada es aproximadamente la velocidad radial (ver desplazamiento al rojo cosmológico).
La Ley de Hubble nos dice que:
donde v es la velocidad (generalmente lejos de nosotros – velocidad de recesión), H0 es una constante y D es la distancia adecuada.
La velocidad se mide a través del desplazamiento al rojo (se supone que es completamente radial para objetos lo suficientemente lejos). La velocidad se puede usar para calcular una distancia aproximada de nosotros (D).