X
تبلیغات
رایتل
یکشنبه 15 فروردین‌ماه سال 1389
عدسی‌های گرانشی

یک عدسی گرانشی زمانی شکل می‌گیرد که نور یک منبع دور دست و درخشان مثل کوازار در اطراف یک شی پر جرم مانند یک خوشه کهکشانی خمیده می‌شود. این پروسه که عدسی گرانشی شدن نامیده می‌شود یکی از پیش بینی‌های نسبیت عام انیشتین است.

تعریف :

جاذبه یک شی پر جرم مثل خوشه کهکشانی یا سیاه چاله باعث پیچش فضا-زمان و خمیدگی تمام اجزا داخل آن شامل مسیرهای طی شده به وسیله نور از روی یک منبع پس زمینه درخشان می‌شود.

این عدسی‌ها گرانشی همانند درهای شیشه‌ای هستند.اگر این درها بسیار تمیز باشند و بازتابی در آنها دیده نشود، نمی فهمیم دری در آنجا وجود دارد و فقط می‌توانیم از تاثیری که روی نور دارند به وجود آنها پی ببریم. یعنی چشم ما درک می‌کند که نور در خارج دچار خمیدگی شده است و متوجه می‌شویم چیزی آن را خمیده کرده است.

این مطلب هم مدت زمانی را که طول می‌کشد نور به ناظر برسد، تغییر می‌دهد و هم می‌تواند باعث بزرگ شدن و تحریف منبع پس زمینه شود.

بر خلاف یک عدسی نوری، حداکثر خمیدگی در نزدیک ترین فاصله و حداقل خمیدگی در دورترین فاصله از مرکز یک عدسی گرانشی اتفاق می‌افتد. در نتیجه یک عدسی گرانشی یک نقطه کانونی منفرد ندارد بلکه یک خط کانونی دارد. اگر منبع(نور)، شی پر جرم تولید کننده عدسی و ناظر در یک خط مستقیم قرار گیرند منبع اصلی نور به صورت حلقه‌ای در اطراف شی پر جرم تولید کننده عدسی ظاهر خواهد شد.

این پدیده اولین بار در سال 1924 توسط " اورست چالسون" مورد توجه قرار گرفت و توسط آلبرت انیشتین در 1936 به صورت کمی بیان شد. از آنجایی که چاسون هیچ وقت خود را درگیر بررسی شعاع و تحولات این حلقه نکرد، حلقه را به نام  "حلقه انیشتین" لقب دادند.

معمولا، اگر عدسی کمی از محل مناسب منحرف شود منبع به نیم کمان‌هایی شباهت پیدا می‌کند که در اطراف عدسی پراکنده شده اند. ناظر ممکن است از یک منبع چندین تصویر را مشاهده کند، که تعداد و شکل این‌ها به ارتباط بین موقعیت منبع، عدسی، ناظر و شکل شی مولد عدسی گرانشی بستگی دارد.

3 گروه برای عدسی‌های جاذبه ای در نظر گرفته می شود:

1)عدسی قوی: مکانی که می توان تغییراتی همچون پیدایش حلقه‌های  اینیشتین، کمان‌ها و تصاویر چندگانه را مشاهده کرد.

2)عدسی ضعیف: مکانی که تغییرات منبع پس زمینه خیلی کوچکترند و فقط می توان با بررسی تعداد زیادی از منابع به این تغییر چند درصدی پی برد. تحقیقات در این زمینه به ماده تاریک و انرژی تاریک ختم می شود.

در خوشه ی" آبل2218 "،خوشه‌های کهکشانی بزرگ به صورت دایره وار به دور مرکز خوشه  جمع شده اند.

با اندازه گیری مقدار انحراف نور در این گونه کهکشانی آبی رنگ در دوردست،می توانیم تعیین کنیم که در این خوشه ماده ی سیاه واقعا" وجود دارد. حتی می توانیم مقدار ماده ی سیاه موجود در ان را بدست آوریم. نزدیک 400 تریلیون برابر خورشید در این خوشه مادهی سیاه وجود دارد.

3)عدسی میکرویی: جایی که هیچ تغییری در شکل قابل رویت نیست.اما مقدار نور دریافتی از یک شیء پس زمینه در طول زمان تغییر می کند. در وضعیت معمولی اجرام عدسی مانند می توانند ستاره‌های کهکشان راه شیری باشند و پس زمینه ستارگانی در کهکشان‌های دوردست باشند و یا حتی در وضعیتی دیگر کوازار‌های خیلی دورتر منبع پس زمینه باشند.

 مطالعه ی منابع پس زمینه:

 لنزهای گرانشی می توانند بعنوان تلسکوپ‌های گرانشی بکار روند،چون ان‌ها نور اشیاء پشت خود را متمرکز می کنند و سبب می شوند اشیائ خیلی کم نور، روشن و بزرگ تر به نظر آیند و در نتیجه مطالعه برروی آن‌ها ساده تر است. 

جستجو برای لنزهای گرانشی:

بیشتر عدسی‌های گرانشی در گذشته به صورت تصادفی کشف شده اند.امروزه منجمان از دوربین‌های الکترونیکی مخصوص بر روی تلسکوپ‌های بزرگ خود استفاده می کنند تا بتوانند با دقت بسیار بالایی مقدار خمیدگی نور درپشت اشیای پرجرم را پیدا کنند.با تجزیه و تحلیل بر روی مقدار خمیدگی نور می توان جرم ماده ای که این خمیدگی را بوجود اورده است تعیین کرد.

جستجو برای لنزهای جاذبه ای در نیم کره شمالی در فرکانس‌های رادیویی با استفاده از(آرایه ی خیلی بزرگ)  در نیو مکزیکو انجام شد که منجربه کشف 22 سیستم لنزهای جدید گردید و این زمینه ی بسیار وسیعی را برای جستجوی پارامترهای کیهانی گشود. 

 

ترجمه: دینا صدیق‌زاده