விண் இயற்பியல் வளர்ச்சியில், செம்பெயர்ச்சி (redshift) பெரும் பங்காற்றுகிறது. பேரண்ட வெளியில் (universe) பொதுத் தன்மை, பல்லாயிரக் கணக்கான ஒளி ஆண்டுகளுக்கு (light year) அப்பால் உள்ள விண்ணுறுப்புகளின் சிறப்புத் தன்மை, விண் மீன்களின் சார்பு இயக்கங்கள், அவற்றின் வளர்ச்சிப் படிகள் பற்றிய உண்மைகள் போன்ற பல்வேறு கருத்துக்களைப் புரிந்து கொள்ள, செம்பெயர்ச்சித் தொடர்பான அறிவு பயன்படும். ஓர் அணுவின் நிற மாலையில் உள்ள வரிகள், அவ்வணுவில் உள்ள எலெக்ட்ரான்கள் ஆகியன ஒரு புறச் சுற்றுப் பாதையிலிருந்து, ஓர் அகச் சுற்றுப் பாதைக்குத் தாவுவதால், செம்பெயர்ச்சி ஏற்படுகிறது. இதன் படி, எலெக்ட்ரானின் ஒரு குறிப்பிட்ட இடைத் தாவலுக்கு ஓர் அணு, தன் இயல்பான சூழ்நிலையில் என்னும் ஒரு குறிப்பிட்ட அலை நீளமுடைய மின் காந்த அலையை மட்டும் உமிழும் என்றும், நிற மாலையில் காணப்படும் வெவ்வேறு வரிகள் எலெக்ட்ரான்களின் வெவ்வேறு இடைத் தாவல்களின் விளைவே ஆகும் என்றும் கூறலாம். ஒரு சில காரணங்களின் பொருட்டு, மனிதரால் உணரப் படும் அலையின் அலை நீளம், அணுவால் உமிழப் படும் அலையின் அலை நீளத்திலிருந்து, வேறு படலாம். இவ்வேறுபாடு, நிற மாலையில் காணப் படும் பெயர்ச்சிக்குக் காரணமாகிறது, உணரப் படும். அலையின் அலை நீளம் λ எனில், அலை நீள வேறுபாடு (λ-λ₀) ஆகும், பொதுவாக நிற மாலைப் பெயர்ச்சி, ஒரு குறிப்பிட்ட அலையின் அலை நீளத்தில் காணப்படும் வேறுபாட்டிற்கும் (λ-λ₀) அதன் இயல்பு அலை நீளத்திற்கும் உள்ள தகவால் குறிக்கப் படும். இந்தப் பின்ன வேறுபாட்டை (fractional change) என்று குறிப்பிடுவது மரபு. Z = \frac {\lambda - \lambda_0}{\lambda_0} Zஇன் மதிப்பு சுழிக்கு மேற்பட்டு, நேர் மதிப்புக் (positive) கொண்டிருப்பின், பெயர்ச்சி உயர்வலை நீளப் பக்கமும் (நிற மாலையில் சிவப்பு முனை) சுழிக்குக் கீழே எதிர் மதிப்புடையதாக (negative) இருப்பின், பெயர்ச்சி தாழ்வலை நீளப் பக்கமும் (நிற மாலையில் ஊதா முனை) இருக்கும். முன்னதைச் செம்பெயர்ச்சி என்றும், பின்னதை நீலப் பெயர்ச்சி (blue shift) என்றும் கூறுவர். செம்பெயர்ச்சியின் வகை. செம்பெயர்ச்சியில் மூன்று வகை உண்டு. முதல் வகை, ஒளி மூலத்திற்கும், காண்போருக்கும் இடையில் காணப்படும் சார்பு வேகத்தின் பொருட்டு ஏற்படும் டாப்ளர் விளைவால் உண்டாவதாகும். பெயர்ச்சியின் தன்மை மற்றும் மதிப்பைக் கொண்டு ஒளி மூலம் புவியை நோக்கி நெருங்கி வருகிறதா அன்றி விட்டு விலகிச் செல்கிறதா என்பதை அறிந்து கொள்ளலாம். நேர் பெயர்ச்சி (positive shift) விலகிச் செல்வதையும், எதிர்ப் பெயர்ச்சி (negative shift) நெருங்கி வருவதையும் குறிப்பிடுகின்றன என்று விண்ணியலார் கூறுகின்றனர். இதன் மூலம், மீதொலைவில் உள்ள விண் மீன்களின் இயக்கங்களை அறிந்து கொள்ள முடிகிறது. இரண்டாம் வகைப் பெயர்ச்சியைப் பொதுச் சார்புக் கொள்கையில் (general theory of relativity) புரிந்து கொள்ள முடியும். இவ்வகைப் பெயர்ச்சி ஈர்ப்பியல் செம்பெயர்ச்சி (gravitational red shift) எனப்படும். ஒரு விண் மீனால் உமிழப்படும் ஒளி, அதன் ஈர்ப்பினாலேயே பாதிக்கப் படுகிறது. ஒளியை ஃபோட்டான் (photon) எனப்படும் ஒளித் துகள்களாகக் கருதினால், இத்துகள் விண் மீனின் வலிமையான ஈர்ப்பை எதிர்த்து வெளியேற வேண்டியுள்ளது. அதற்குத் தேவையான ஆற்றலை, அது தன் இயக்க ஆற்றலிலிருந்தே பெற விழைவதால், அதன் இயக்க வேகம் தாழ்வுற அதற்கேற்ப, அதன் அலை நீளம் அதிகரிக்கிறது. அதாவது செம்பெயர்ச்சி ஏற்படுகிறது. எனவே, ஒளி, வலிமை மிகுந்த ஈர்ப்புப் புலத்திலிருந்து, வலிமை குறைந்த ஈர்ப்புப் புலத்திற்குச் செல்லும் போது செம்பெயர்ச்சி உண்டாகிறது. அண்ட வெளியிலிருந்து புவியை வந்தடையும் போது, ஒளி வலிமை குறைந்த ஈர்ப்புப் புலத்திலிருந்து, வலிமை மிகுந்த ஈர்ப்புப் புலத்திற்குச் செலுத்தப்படுகிறது. ஈர்ப்பு முடுக்கம் காரணமாக ஒளித் துகளின் இயக்க வேகம் அதிகரிப்பதால், ஒளியின் அலை நீளம் தாழ்வுறுகிறது. இது நீலப் பெயர்ச்சிக்குக் காரணமாகிறது. ஒளி மூலமான விண் மீன்களின் ஈர்ப்புப் புலத்துடன் ஒப்பிட, புவியின் ஈர்ப்புப் புலம் செறிவற்றதே. இதனால், செம்பெயர்ச்சியின் அளவை விட, நீலப் பெயர்ச்சியின் அளவு புறக்கணிக்கக் கூடியவாறு, மிகவும் குறைவாக இருக்கும். இதனால், ஈர்ப்பியல் பெயர்ச்சிக் காரணமாக எப்போதும் செம்பெயர்ச்சியே ஏற்படுகிறது என்றும், நீலப் பெயர்ச்சி ஏற்படுவதில்லை என்றும் கூறலாம். ஈர்ப்பியல் செம்பெயர்ச்சியின் அளவு, ஒரு விண் மீனின் நீளம், அதன் ஆரம் ஆகியவற்றின் தகவிற்கு நேர் விகிதத்தில் இருக்கிறது. இதனால், ஈர்ப்பியல் செம்பெயர்ச்சியின் மதிப்பு மிகவும் தாழ்ந்ததாக உள்ளது. நியூட்ரான் விண் மீன் (neutron star) கருந்துளை விண் மீன் (black hole star) என்று விண் மீனின் வளர்ச்சிப் படிகளில் நிறை செறிவு மிக்கனவாக விளங்கும் விண் மீன்களில் மட்டுமே, ஈர்ப்பியல் செம்பெயர்ச்சி குறிப்பிடும் படியாக இருக்கிறது. மூன்றாம் வகைச் செம்பெயர்ச்சி, இப்பேரண்டம் தொடர்ந்து, விரிவடைந்து கொண்டிருப்பதால், ஏற்படுகிறது. விரிவடையும் போது, வெவ்வேறு இடம், காலங்களில் ஒளி உமிழ்தலும், அதை உணர்தலும் நிகழ்வதால், இப்பெயர்ச்சி உண்டாகிறது. இதை அண்டவியல் செம்பெயர்ச்சி (cosmological red shift) என்று கூறுவர். அண்டம், தொடர்ந்து விரிவடைந்து கொண்டே இருப்பதால், இவ்வகையில் நீலப் பெயர்ச்சி ஏற்படுவதில்லை. செம்பெயர்ச்சியும் விண் இயற்பியல் துறை வளர்ச்சியும். செம்பெயர்ச்சியின் போது, அலை நீள வேறுபாடு நிற மாலையில் காணப்படும் அனைத்து வரிகளுக்கும், சம விழுக்காட்டில் இருக்கும். காட்டாக, 0.1 என்னும் செம்பெயர்ச்சிக் கொண்டுள்ள ஓர் அண்டத்தின் நிற மாலையில் 861 A அலை நீளமுள்ள ஹைட்ரஜன் வரி 486 A அலை நீள மாற்றம் பெற்று, 5347 A அலை நீளமுள்ள வரியாகப் பெயர்ச்சி அடைகிறது. அது போல, 6563 A அலை நீளமுள்ள வரி 656 A அலை நீள மாற்றத்திற்கு உள்ளாகி, 7219 A அலை நீளமுள்ள வரியாகப் பெயர்ச்சி அடைகிறது. பல்வேறு அண்டங்களின் செம்பெயர்ச்சியின் அளவை மதிப்பீடு செய்த போது, மிகத் தொலைவில் உள்ள அண்டங்கள், அருகாமையில் உள்ள அண்டங்களை விடக் கூடுதலான செம்பெயர்ச்சியைப் பெற்றிருக்கின்றன எனும் பேருண்மை தெரிய வந்தது. இது அண்டத்தில் செம்பெயர்ச்சிக்கும், அது புவியிடமிருந்து விலகியுள்ள தொலைவிற்கும் இடையே ஒரு நெருக்கமான தொடர்பு இருக்க வேண்டும் என்பதைப் புலப்படுத்துவதாக உள்ளது. ஹபுள் <!---- https://en.wikipedia.org/wiki/Edwin_Hubble ---->எனும் விண்ணியலார் 1928ஆம் ஆண்டில், இத்தொடர்பை உறுதி செய்தார். இவரின் கருத்துப்படி பேரண்ட விரிவின் காரணமாக ஓர் அண்டம் பேரண்ட மையத்திலிருந்து விலகிச் செல்லும் வேகம், அவ்வண்டத்தின் செம்பெயர்ச்சிக்கு நேர் விகிதத்தில் இருக்கின்றது. இதை \upsilon = CZ என்று குறிப்பிடுவர். C என்பது வெற்றிடத்தில் ஒளியின் திசை வேகமாகும். செம்பெயர்ச்சியின் அளவு அண்டம் இருக்கும் தொலைவிற்கு நேர் விகிதத்தில் இருக்கிறது என்பதால், இதை \upsilon = HD என்று காட்டலாம். இதில் D என்பது அண்டம் புவியிடமிருந்து விலகி இருக்கும் தொலைவைக் குறிப்பிடுகிறது. H என்பது ஹபுள் மாறிலி அண்ட இடைவெளி மெகா பார்செக் (MPC) (1 பார்செக் = 3.0856 × 1016 மீட்டர்) என்ற அலகில் குறிப்பிடப்படும். எனவே, ஹபுள் மாறிலியின் அலகு, கி. மீ/நொடி / மெகா பார்செக் ஆகும். இந்த அலகில் H இன் மதிப்பு 53 ஆகும். எண்ணிலாத் தொலைவில் உள்ள அண்டங்களின் தொலைவு மற்றும் அவற்றின் தனிச் சிறப்பு இயக்கங்களை அறிந்து கொள்ள இவ்விதி பெரிதும் பயன் படுகிறது. —மெ. மெய்யப்பன் <!----மேலே உள்ள பிரிக்கும் கோட்டை நீக்க வேண்டாம். முந்தைய தலைப்பு இங்கு முடிவுற்றது. புதிய தலைப்பு அடுத்து ஆரம்பம் ஆகிறது. பக்க ஒருங்கிணைப்பின் போது, தலைப்புகளைப் பிரிக்க இக்கோடு தேவை. ---->