引力透镜效应?引力场与引力波的区别

这篇文章给大家聊聊关于引力透镜效应,以及引力场与引力波的区别对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站哦。本文目录引力场与引力波的区别引力透镜有没有扭转光线角度的范围十字效应是什么意思透镜效应是不是大质量物体周围物质密度变化引起的普通折射现象什么是引力透镜它能解释哪些科学现象引力场与引力波的区别性能不同。引力场是源于质量,质量是物质的属性,引力波是不同天体间引力场连接相互作用,引力源于

这篇文章给大家聊聊关于引力透镜效应,以及引力场与引力波的区别对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站哦。

本文目录

  1. 引力场与引力波的区别
  2. 引力透镜有没有扭转光线角度的范围
  3. 十字效应是什么意思
  4. 透镜效应是不是大质量物体周围物质密度变化引起的普通折射现象
  5. 什么是引力透镜它能解释哪些科学现象

引力场与引力波的区别

性能不同。

引力场是源于质量,质量是物质的属性,引力波是不同天体间引力场连接相互作用,引力源于引力波,宇宙中一天体质量变化后,该天体引力场量变化,该天体与其他天体之间的引力波量变化,引力波量变化简称引力波量变。

引力透镜有没有扭转光线角度的范围

引力透镜的弯曲角度跟作为透镜的天体的质量有关,度数是不确定的,天体质量越大,离天体越近,弯曲角度大。

一般天文上观测到的引力透镜是星系引起的,由于星系质量分布比较分散,所以弯曲的角度并不大,所以我们会看到几个路径的像同时出现在透镜星系周围。

能在同一个星系周围产生折射的像,考虑成像星系与透镜星系与地球三者的距离,可以认为这个弯曲角度是很小的了。

但是当作为透镜的天体质量很大,并且非常致密的情况下,引力透镜的弯曲程度就基本上没有上限了,比如黑洞和中子星。这两种天体周围会产生一个允许光子绕行的球形区域,当光子以切线进入该区域,就会以圆形轨道绕中心天体绕行,绕行若干圈后,有可能落入黑洞或中子星也有可能逃离。当靠近光子球的光子逃离天体的时候被你看到,你会认为它被偏折了多少度?(???)

十字效应是什么意思

十字效应是来自前景星系的巨大引力,而原材料就是的一颗类星体所发出的光芒。

十字效应本身要实现其实也是要讲缘分的,爱因斯坦十字能够形成,不仅仅要引力和星光这两样东西,还必须做到的一点就是,这颗类星体的位置只能位于前景星系的正后面,只有这样,才能顺利实现所谓的引力透镜效应。

十字意味着四个方向一样,所以其实就是四个方向都形成了一样的成像,就像我们在镜子里能够照出一个完整的自己,在很多面交叠的镜子里就能看到很多个自己一样,不过爱因斯坦十字要有趣的多。

透镜效应是不是大质量物体周围物质密度变化引起的普通折射现象

莫名被邀,强答引玉。

不是吧,引力透镜的意思是引力中心附近有时空弯曲,平行光线通过后会向凸透镜一样聚焦,即便附近没有物质和所谓的普通折射。

我猜题主是不知道什么是时空弯曲,也可以理解为引力对光子也有作用就对了。

至于为什么不是宇宙尘埃的密度分布,简单可以这么想,引力以距离平方衰减,但物质密度分布以指数的距离次方衰减,所以密度分布即便对光线产生了一定影响,也迅速随着引力透镜的尺寸衰减了。

实际定量情况对于天文学家来说一定很容易排除,我猜尘埃的密度折射远远不够引力的作用,可能从零半径开始就不是一个数量级

什么是引力透镜它能解释哪些科学现象

上图显示了一个蓝色星系发出的光在经过一个散发着红色光芒的星系时,被红色星系强大的引力所吸引,发生弯曲,产生引力透镜效应,形成一个近乎完整的光环,这种光环在天文学中被称为“爱因斯坦环”

引力透镜与凸透镜之间的联系

光在不同的介质中传播速度不同,所以当光从一种介质中进入到另一种介质中时,会发生折射现象,利用这一原理,制成了凸透镜。

通俗点讲,凸透镜就是一块中央较厚,边缘较薄的镜片,当光穿过凸透镜时,光的传播方向(光路)会发生改变,光线会发生会聚作用。

对于引力透镜来说,当光线经过“引力透镜”时,传播方向也会发生改变,产生会聚作用,只不过引力透镜之所以会让光路发生偏转,是天体引力的作用,故得名为“引力透镜”。

引力使光发生弯曲

在我们的观念及普通认知中,光总是沿直线传播,然而在爱因斯坦看来,光并总是沿直线传播,正如空间不是完全平坦的。在广义相对论中,爱因斯坦提出“引力产生的原因是物质的质量使时间和空间发生弯曲,即时空弯曲”,质量越大,引力场越强,时空弯曲的曲率越大。

在引力场中,不仅时空能够被弯曲,光线也可以被弯曲,当光线通过强引力场附近时,会在引力的作用下,发生弯曲。

与时空弯曲不同的是,光线弯曲并不是由爱因斯坦第一个提出来,其实早在1704年,持有光微粒说的牛顿就曾提出:“大质量物体可能会像弯曲其他有质量的粒子的轨迹一样,使光线发生弯曲。”

一百年后的1804年,德国慕尼黑天文台的索德纳根据牛顿的思路,计算得出光线在经过太阳边缘时会发生微小偏折,偏折角度为0.875角秒,这虽然与爱因斯坦根据广义相对论得出的理论计算值和后来的实验观测值有所出入,但他开创了光线弯曲的先河,只不过在当时的正统思想的禁锢下,没有进行深入研究。

对于一个引力透镜,对其光路进行分析,有以下结果:

根据数学知识可以得出:

由此可见,引力透镜产生的原因是大质量天体产生的强引力场,使光线向内发生弯曲,产生类似于凸透镜对光线的会聚作用。

肉眼看不见的引力透镜,在天文学中大放异彩

一般来说,单个恒星虽然能产生强引力场,使光线发生偏折,但其对光线的弯曲曲率太小,很难被肉眼察觉到。

▲光线经过典型天体边缘发生的偏折角度

随着天文观测技术的不断发展,天文学家已经可以借助更加先进的科研仪器对引力透镜进行观察。

1979年,天文学家使用位于美国亚利桑那州的基特峰天文台的直径为2.1米的望远镜首次观测到一个类星体因发生引力透镜效应而产生的双重峰,证明了广义相对论中对引力的论述以及相关预测。

1998年,哈勃太空望远镜观测到第一个完整的爱因斯坦环。

▲观测到的爱因斯坦环(未进行处理)

在引力透镜现象中,光线弯曲的程度主要取决于引力场的强弱,而根据引力场强弱的不同,引力透镜又可以分为强引力透镜、弱引力透镜及微引力透镜。

引力透镜从发现至今不过几十年的时间,但它却为探索宇宙提供了一种特殊有效的方法。强引力透镜较大的放大率使人们得以观测到较远的暗天体;弱引力透镜可以用来探测星系和星系团的质量分布;微引力透镜可以了解恒星级天体的质量分布情况。

根据广义相对论效应可以得出:远处背景恒星光经过目标恒星时光线会被引力聚焦,如果目标恒星伴有行星,在被增强的光度曲线上会叠加上一个小的峰。利用这一原理可以观测到系外行星。

此外,引力透镜在寻找暗物质、测量星系之间的距离等方面都有些广泛应用。

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