Коли Доплер вперше (в 1842 р.) прийшов до думки, що взаємне зближення або видалення спостерігача і джерела звуку або світла повинно супроводжуватися зміною довжини сприймання звукових або світлових хвиль, він висловив сміливе припущення, що саме в цьому криється причина забарвлення зірок. Всі зірки, думав він, самі по собі білого кольору; здаються ж багато з них забарвленими тому, що вони швидко рухаються по відношенню до нас. Швидко наближаються білі зірки посилають земному спостерігачеві укорочені світлові хвилі, що породжують відчуття зеленого, блакитного або фіолетового кольорів; навпаки, швидко віддалялися білі зірки здаються нам жовтими або червоними.
Це була оригінальна, але безумовно помилкова думка. Для того щоб око міг помітити зміну забарвлення зірок, обумовлене рухом, треба було б насамперед наділити зірки величезними швидкостями - близько десятків тисяч кілометрів в секунду. Але і це виявилося б недостатнім: справа в тому, що одночасно з перетворенням, наприклад, блакитних променів наближається білої зірки в фіолетові промені зелені перетворюються на блакитні, місце ультрафіолетових заступають фіолетові, червоні - інфрачервоні; словом, складові частини білого світла залишаються в готівці, так що, незважаючи на загальний зсув всіх кольорів спектру, очей не мав би помітити ніякої зміни загальної забарвлення.
Інша справа - зсув темних ліній в спектрі зірок, які рухаються по відношенню до спостерігача: ці переміщення добре уловлюються точними інструментами і дозволяють визначати швидкість руху зірок по променю зору. (Хороший спектроскоп встановлює швидкість зірки, рівну навіть 1 км в секунду.)
Оману Доплера згадалося знаменитому фізику Роберту Вуду, коли полісмен готувався одного разу оштрафувати його за те, що він не зупинив свого швидко мчав автомобіля, незважаючи на червоний сигнал. Вуд, як розповідають, став тоді запевняти правоохоронця, що при швидкій їзді назустріч сигналу червоний колір сприймається як зелений. Будь полісмен обізнаний у фізиці, він міг би розрахувати, що для виправдання слів вченого автомобіль повинен був мчати з абсолютно неймовірною швидкістю 135 млн. км на годину.
Ось цей розрахунок. Якщо позначити через l довжину хвилі світла, випромінюваного джерелом (в даному випадку сигнальним ліхтарем), через l' - довжина хвилі, що сприймаються спостерігачем (професором в автомобілі), через v - швидкість автомобіля, а через с - швидкість світла, то залежність між цими величинами, встановлена теорією, є такою:
l / l' = 1 + v / c.
Знаючи, що найкоротша з хвиль, що відповідає червоному кольору, дорівнює 0,0063 мм, а найдовша хвиля зеленого кольору дорівнює 0,0056 мм, підставляємо ці значення в формулу; швидкість світла нам також відома:
300 000 км/сек. Маємо:
0,0063 / 0,0056 = 1+ v / 300 000, звідки швидкість автомобіля
v = 300 000 / 8= 7500 км в секунду, або 135 000 000 км на годину. При такій швидкості Вуд протягом години з невеликим від'їхав від полісмена далі, ніж до Сонця. Кажуть, що його все-таки оштрафували за перевищення дозволеної швидкості».
