Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 32 гостя.

Гравитационные линзы

 Свет распространяется по прямой, если только он не проходит через сильное гравитационное поле. Альберт Эйнштейн доказал, что сила тяготения искривляет лучи света. Он также продемонстрировал, что в этом отношении воздействие гравитации нельзя отличить от движения с ускорением. Основная идея о воздействии гравитации на движение света покажется не слишком сложной, если мы рассмотрим световой луч, проходящий через иллюминаторы, расположенные на противоположных сторонах ускоряющейся ракеты. Если бы наблюдатель внутри ракеты мог видеть движение светового луча, он увидел бы изогнутую траекторию.

 Этот эффект вызван ускорением движущейся ракеты. Поскольку в данном случае ускорение нельзя отличить от гравитации, сила тяготения тоже вызывает искривление лучей света. Эйнштейн вычислил, что световой луч, проходящий у края Солнца, будет отклонен под углом 1,75 угловой секунды.
 Предсказание Эйнштейна было успешно подтверждено в 1918 году группой астрономов под руководством Артура Эддингтона, которые наблюдали и измерили отклонение света звезд, затмеваемых солнечным диском во время полного солнечного затмения.
 Может ли гравитация создавать искаженные образы космических объектов? В 1979 году был открыт двойной квазар Q 0957+ 561. Поскольку сигнал от каждой части квазара претерпевал одинаковые флуктуации, было доказано, что эти части на самом деле являются двумя образами одного и того же квазара. Сам квазар скрыт за очень мощным источником гравитационного поля, но мы можем видеть два его образа, поскольку свет квазара искривляется, проходя вдоль противоположных концов источника гравитации. Впоследствии с помощью космического телескопа «Хаббл» удалось получить изображение очень далеких галактик, искаженные и растянутые на полосы за скоплениями других галактик, которые действуют как гигантские гравитационные линзы.

 Теория тяготения предсказывает, что любое гравитирующее тело (планета, звезда и т. п.) должно отклонять световые лучи. Следовательно, любое гравитирующее тело должно действовать наподобие оптической линзы, фокусируя световые лучи в некоторой точке F, называемой фокусом линзы.
 Предположив, что звезда массой М и радиусом R является гравитационной линзой и действует так (или почти так), как действует обычная оптическая собирающая линза, оценим фокусное расстояние F такой линзы (рис.).


Как видно из рисунка,
F = b/tgθ.

 В приближении слабого поля и с учетом малости угла θ получаем
F ≈ b/θ ≈ b2/Rg = b2c2/(2GM).

При b ≈ R
F ≈ R2/Rg = R2c2/(2GM)

 Для Солнца, например, F ≈ 1,7 × 1011 м.
А так как расстояние от Земли до Солнца равно l = 1,5 × 1011 м, то F >> l.
 Понятно, что наблюдать с Земли линзовый эффект в поле тяготения Солнца нельзя. С другой стороны, ближайшая к нам звезда Проксима Центавра находится от нас на расстоянии l ≈ 4 × 1016 м >> F. Следовательно, любая из удаленных звезд может стать гравитационной линзой. Необходимо только, чтобы источник излучения, звезда-линза и наблюдатель располагались на одной прямой.
 Время от времени у каждого человека возникает желание задать вопрос, а рядом нет того, кто поможет вам разрешить сомнение. Сильная сторона интернета как раз в возможности общения с нужным человеком. Задавайте свои вопросы, а мы с удовольствием поможем Вам найти ответы.

Смотрите еще