هنگامی که یک منبع موج صوتی به سمت یک ناظر حرکت می‌کند یا از آن دور می‌شود، فرکانس موج دریافتی توسط ناظر تغییر می‌کند. به این پدیده اثر داپلر گفته می‌شود.
اما اثر داپلر در فیزیک کلاسیک یک پدیده‌ی نامتقارن یا asymmetrical است. بدین معنا که بین حرکت منبع موج و حرکت ناظر تفاوت قائل است. به عنوان مثال در حالتی که منبع موج با سرعت ۳۰ متر بر ثانیه به سمت ناظر ساکن حرکت کند، با حالتی که ناظر با سرعت ۳۰ متر بر ثانیه به سمت منبع موج ساکن حرکت کند، فرکانس دریافتی توسط ناظر با یکدیگر متفاوت خواهد بود. همچنین در رابطه‌ی اثر داپلر، سرعت منبع موج و ناظر نه نسبت به یکدیگر، بلکه نسبت به مدیوم انتشار موج (که در حالت موج صوتی هواست) لحاظ می‌شود.
اما این رابطه برای امواج نوری موضوعیت ندارد.
چرا که طبق فرض‌های نظریه‌ی نسبیت اینشتین، اولا نور مدیومی (همچون اتر) برای انتشار ندارد و دوم اینکه دستگاه مرجع مرجّح (preferred reference frame) برای آن وجود ندارد که سرعت ناظر و منبع موج را نسبت به آن در نظر بگیریم. بنابراین ما نیاز به یک رویکرد دیگر برای بررسی اثر داپلر در مورد امواج نوری هستیم که در آن، تنها حرکت ناظر و منبع موج نسبت به یکدیگر لحاظ شود نه نسبت به یک مدیوم یا یک دستگاه مرجع ثابت. رابطه‌ی داپلر نسبیتی (رابطه در کامنت)، یک رابطه‌ی متقارن یا symmetrical است و برخلاف فیزیک کلاسیک، تفاوتی بین حرکت منبع موج و ناظر قائل نیست و تنها به سرعت منبع موج و ناظر به یکدیگر بستگی دارد.
حال فرض کنید که در بررسی طیف اتمی یک کهکشان دوردست، مشخص شده است که خط آبی مربوط به عنصر هیدروژن، به جای اینکه در ۴۰۰ نانومتر مشاهده شود، در ۶۰۰ نانومتر مشاهده می‌شود (فرکانس کاهش یافته است). به این پدیده انتقال سرخ یا red shift گفته می‌شود. چرا که طیف به سمت ناحیه‌ی سرخ جابجا می‌شود.
با استفاده از رابطه‌ی اثر داپلر نسبیتی، می‌توان محاسبه کرد که این کهکشان با سرعت ۰/۳ سرعت نور یعنی ۹۰۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه در حال دور شدن از ماست. مشاهدات و محاسبات نشان می‌دهد که تقریبا تمام کهکشان‌ها در حال دور شدن از ما هستند. این موضوع نشان می‌دهد که جهان در حال انبساط است و این شاهدی بر تئوری بیگ‌بنگ در اخترشناسی است.
تصویر: سه کهکشان که چند روز قبل توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب مشاهده شده است. همانطور که می‌بینید، کهکشان‌هایی که دور تر هستند، بیشتر دچار ردشیفت شده اند. این بدین معنیست که هرچه کهکشان از ما دورتر باشد، با سرعت بیشتری از ما دور می‌شود.
رابطه‌ی نسبیتی اثر داپلر برای طول موج.
در این رابطه V سرعت ناظر و منبع موج نسبت به یکدیگر است و خبری از مدیوم در این رابطه نیست. سرعت انتشار موج نوری نیز به صورت c نشان داده می‌شود. با استفاده از این رابطه می‌توان به راحتی سرعت دور شدن کهکشان‌ها را محاسبه کرد.
