La spiegazione di Ricky è perfetta.

Aggiungo solo che l'effetto doppler è un effetto relativistico, diretta conseguenza del fatto che la velocità della luce è la stessa in tutti i sistemi di riferimento. Quando due sistemi di riferimento si allontanano (noi e la stella ad esempio) l'unica maniera che ha la radiazione elettromagnetica (la luce se vuoi) per rimanere costante come velocità è ampliare la sua lunghezza d'onda, cioè andare (shift) verso il rosso.

L'effetto Doppler è un fenomeno fisico che consiste nel cambiamento apparente della frequenza o della lunghezza d'onda di un'onda percepita da un osservatore che si trova in movimento o in quiete rispetto alla sorgente delle onde, anch'essa in movimento o in quiete. Per quelle onde che si trasmettono in un mezzo, come le onde sonore, la velocità dell'osservatore e dell'emettitore vanno considerate in relazione a quella del mezzo in cui sono trasmesse le onde. L'effetto Doppler totale può quindi derivare dal moto di entrambi, ed ognuno di essi è analizzato separatamente. L'effetto Doppler, applicato alle onde luminose, è fondamentale in astronomia. Interpretandolo come dovuto ad un effettivo moto della sorgente (esistono anche interpretazioni alternative, ma meno diffuse), è stato usato per misurare la velocità con cui stelle e galassie si stanno avvicinando o allontanando da noi, per scoprire che una stella apparentemente singola è, in realtà, una stella binaria con componenti molto vicine tra loro, e anche per misurare la velocità di rotazione di stelle e galassie.

L'uso dell'effetto Doppler in astronomia si basa sul fatto che lo spettro elettromagnetico emesso dagli oggetti celesti non è continuo, ma mostra delle linee spettrali a frequenze ben definite, correlate con le energie necessarie ad eccitare gli elettroni di vari elementi chimici. L'effetto Doppler è riconoscibile quando le linee spettrali non si trovano alle frequenze ottenute in laboratorio, utilizzando una sorgente stazionaria. La differenza in frequenza può essere tradotta direttamente in velocità utilizzando apposite formule.

Poiché i colori posti ai due estremi dello spettro visibile sono il blu (per lunghezze d'onda più corte) e il rosso (per lunghezze d'onda più lunghe), l'effetto Doppler è spesso chiamato in astronomia spostamento verso il rosso se diminuisce la frequenza della luce, e spostamento verso il blu se l'aumenta.

L'effetto Doppler ha condotto allo sviluppo delle teorie sulla nascita ed evoluzione dell'Universo come il Big Bang, basandosi sul sistematico spostamento verso il rosso mostrato da quasi tutte le galassie esterne. Tale effetto è stato codificato nella legge di Hubble.

L'effetto Doppler è una prova inoltre della continua espansione dell'universo. Consideriamo infatti una stella. Controllando la sua lunghezza d'onda noteremo che si sposta sempre di più verso il rosso. Ciò significa che la sua lunghezza d'onda è aumentata e conseguentemente la stella è sempre più lontana da noi. Questo indica che l'universo è in continua espansione e ogni elemento tende ad allontanarsi da tutto,allungando sempre di più la sua lunghezza d'onda.

Quando ti passa un treno vicino senti prima il suono in lontananza che si intensifica con l'avvicinarsi del convoglio, poi al suo passaggio il suono dopo il picco massimo diminuisce linearmente di intensità, questo è detto effetto doppler, in cui un suono perde o intensifica la sua intensità a seconda della distanza del mezzo in movimento da cui è prodotto. Allo stesso modo la radiazione elettromagnetica speculare matematicamente al suono, poichè possiede moto ondoso, può rivelare la velocità delle entità luminose che si muovono nel cosmo, quali le galassie. Lo spostamento verso il rosso è così detto poichè più la radiazione elettromagnetica diventa rossa più si allontana velocemente da noi la fonte che la produce. Grazie a questo artefatto Hubble ha spiegato matematicamente che le galassie più lontane da noi si allontanano più velocemente di quelle più vicine. Un fatto straordinario, poichè secondo la matematica della relatività generale di Einstein questo da un nuovo termine detto costante cosmologica nelle equazioni sulla gravità. Esiste una forza opposta alla gravità che espande lo spazio indefinitivamente e rimane un mistero fisico-astronomico. Grazie all'effetto doppler si può calcolare la distanza di un treno a seconda dell'intensità del suono da esso prodotto, descritto elegantemente da equazioni di newton.

Cerco di spiegarlo cosi come sta scritto sul mio libro, ed è semplice:

Devi considerare che le stelle e gli altri oggetti celesti si muovono nello spazio anche se il loro movimento è impercettibile per noi data l'enorme distanza che ci separa. Al loro naturale moto bisogna aggiungere il moto di rivoluzione della Terra che puo' causare un avvicinamento o un allontanamento tra noi e la sorgente luminosa che stiamo osservando. Esiste un modo per poter valutare questi movimenti relativi ed è l'analisi degli spettri di assorbimento stellari. Infatti, le righe di uno spettro risultano spostate verso il blu (blushift) se l'oggetto che lo produce è in avvicinamento e verso il rosso(redshift) se è in allontanamento, in modo proporzionale alla sua velocità. La causa di questo spostamento delle righe spettrali è l'EFFETTO DOPPLER-FIZEAU.

Per comprendere in pieno tale fenomeno si potrebbe ricorrere alle onde sonore: se ascolti il suono di una sirena di un'ambulanza in avvicinamento noti che sale di tono diventando più acuto mentre se l'ambulanza si allontana il tono si abbassa. Quando la sorgente sonora si avvicina le onde risultano compresse e la lunghezza d'onda del suono diminuisce (suono piu acuto e quindi deviazione verso il blu) mentre se la sorgente si allontana l'onda risulta piu stirata e la lunghezza d'onda aumenta(suono piu cupo e quindi deviazione verso il rosso).