Em um Universo em expansão, as ondas de luz são esticadas, aumentando seus comprimentos de onda e deslocando-se cada vez mais ao vermelho no espectro eletromagnético (“redshift z”, desvio para o vermelho ou avermelhamento, em inglês).
Isso é semelhante ao efeito Doppler sofrido por um objeto que se distancia de nós; dessa forma, muitas vezes o redshift é descrito como uma velocidade de afastamento. Ele pode ser calculado ao decompor a luz de um dado objeto em um “arco-íris” e medindo a intensidade de luz em cada um dos seus comprimentos de onda separadamente. Uma vez que conhecemos os elementos químicos das galáxias, como hidrogênio e oxigênio, nós sabemos que esses elementos emitem luz em certos comprimentos de onda. Desse modo, podemos comparar o espectro observado de um objeto celeste com o espectro de elementos químicos no laboratório e medir a quantidade de desvio. No espectro observado, nós vemos os comprimentos de luz mais próximos da cor vermelha, onde os comprimentos de onda são maiores.
É importante ressaltar que quanto mais distante de nós está a galáxia, maior o desvio para o vermelho e maior a sua velocidade de afastamento (ou recessão). Para objetos próximos, a velocidade de recessão é descrita pela famosa lei de Hubble: a velocidade é linearmente proporcional à distância. No entanto, quando se olha para uma galáxia distante, cuja luz vem de muito no passado, a relação entre a distância e o redshift torna-se mais complicada. Isso está diretamente relacionado à história da expansão cósmica. Se o Universo é composto por mais matéria, a taxa de expansão diminui com o tempo e os objetos com altos redshifts (“z” maiores que uma unidade) estarão mais próximos. Por outro lado, se a energia escura está causando a aceleração da expansão, então os objetos de altos redshifts estarão mais distantes. Foi a detecção desse efeito nas medidas do brilho de supernovas em altos redshifts que levou à descoberta da energia escura, laureada com o Prêmio Nobel de Física de 2011. Conhecer a fundo essa relação entre distância e o desvio para o vermelho é uma das principais motivações para a ciência do DESI.
