Гравитационная линза

Отклонение света массой между источником и наблюдателем

Источник света проходит за гравитационной линзой (невидимой точечной массой, расположенной в центре изображения). Круг цвета морской волны — это источник света, каким его можно было бы видеть, если бы не было линзы, а белые пятна — это множественные изображения источника (см. Кольцо Эйнштейна ).

Гравитационная линза — это материя, такая как скопление галактик или точечная частица , которая преломляет свет от удаленного источника по мере его движения к наблюдателю. Величина гравитационного линзирования описывается общей теорией относительности Альберта Эйнштейна [ ^{1] [2]} с гораздо большей точностью, чем ньютоновская физика , которая рассматривает свет как корпускулы , движущиеся со скоростью света . ^{[3] [4] [5] [6]}

Оресту Хвольсону (1924) ^[7] и Франтишеку Линку (1936) ^[8] обычно приписывают первое обсуждение этого эффекта в печати, но чаще его связывают с Эйнштейном, который сделал неопубликованные расчеты по нему в 1912 году ^{[9] ]} и опубликовал статью на эту тему в 1936 году. ^[10]

В 1937 году Фриц Цвикки предположил, что скопления галактик могут действовать как гравитационные линзы, и это утверждение было подтверждено в 1979 году наблюдением двойного QSO SBS 0957+561.

Описание

Гравитационное линзирование – промежуточная галактика меняет внешний вид галактики, находящейся далеко позади (видео; концепция художника).

На этом схематическом изображении показано, как свет от далекой галактики искажается гравитационным воздействием галактики на переднем плане, которая действует как линза и заставляет удаленный источник казаться искаженным, но увеличенным, образуя характерные световые кольца, известные как кольца Эйнштейна.

Анализ искажения SDP.81, вызванного этим эффектом, выявил сгустки материи, образующие звезды.

В отличие от оптической линзы , точечная гравитационная линза обеспечивает максимальное отклонение света, который проходит ближе всего к ее центру, и минимальное отклонение света, который проходит дальше всего от ее центра. Следовательно, гравитационная линза имеет не единую точку фокуса , а фокальную линию. Термин «линза» в контексте гравитационного отклонения света был впервые использован О. Дж. Лоджем, который заметил, что «недопустимо говорить, что солнечное гравитационное поле действует как линза, поскольку оно не имеет фокусного расстояния». ^[11] Если источник (света), массивный объект линзирования и наблюдатель лежат на прямой линии, исходный источник света будет выглядеть как кольцо вокруг массивного объекта линзирования (при условии, что линза имеет круговую симметрию). Если есть какое-либо несовпадение, вместо этого наблюдатель увидит сегмент дуги.

Это явление впервые было упомянуто в 1924 году петербургским физиком Орестом Хвольсоном ^[12] и количественно оценено Альбертом Эйнштейном в 1936 году. В литературе его обычно называют кольцом Эйнштейна , поскольку Хвольсон не интересовался потоком или радиус изображения кольца. Чаще всего, когда масса линзы сложна (например, группа или скопление галактик ) и не вызывает сферического искажения пространства-времени, источник будет напоминать частичные дуги, рассеянные вокруг линзы. Тогда наблюдатель может увидеть несколько искаженных изображений одного и того же источника; их количество и форма зависят от взаимного расположения источника, линзы и наблюдателя, а также формы гравитационной ямы линзирующего объекта.

Существует три класса гравитационного линзирования: ^{[13] : 399–401  [14]}

Сильное линзирование

Где есть легко видимые искажения, такие как образование колец Эйнштейна , дуг и множественных изображений. Несмотря на то, что эффект считается «сильным», в целом он относительно невелик, так что даже галактика с массой, более чем в 100 миллиардов раз превышающей массу Солнца, будет создавать несколько изображений, разделенных всего несколькими угловыми секундами . Скопления галактик могут образовывать расстояния в несколько угловых минут. В обоих случаях галактики и источники находятся довольно далеко, на расстоянии многих сотен мегапарсек от нашей Галактики.

Слабое линзирование

Где искажения фоновых источников намного меньше и могут быть обнаружены только путем статистического анализа большого количества источников, чтобы найти когерентные искажения, составляющие всего несколько процентов. Статистически линзирование проявляется как предпочтительное растяжение объектов фона перпендикулярно направлению к центру линзы. Измеряя форму и ориентацию большого количества далеких галактик, можно усреднить их ориентации и измерить сдвиг поля линзирования в любой области. Это, в свою очередь, можно использовать для реконструкции распределения массы в области: в частности, можно восстановить фоновое распределение темной материи . Поскольку галактики по своей природе эллиптические, а сигнал слабого гравитационного линзирования невелик, в этих обзорах необходимо использовать очень большое количество галактик. Эти исследования со слабым линзированием должны тщательно избегать ряда важных источников систематических ошибок : необходимо понимать внутреннюю форму галактик, тенденцию функции рассеяния точки камеры искажать форму галактики и тенденцию атмосферных наблюдений искажать изображения и тщательно учтено. Результаты этих исследований важны для оценки космологических параметров, для лучшего понимания и улучшения модели Lambda-CDM , а также для обеспечения проверки согласованности других космологических наблюдений. Они также могут стать важным будущим ограничением для темной энергии .

Микролинзирование

Здесь не видно никаких искажений формы, но количество света, получаемого от фонового объекта, меняется со временем. Объектом линзирования могут быть звезды Млечного Пути в одном типичном случае, а источником фона — звезды в далекой галактике или, в другом случае, еще более далекий квазар . В крайних случаях звезда в далекой галактике может действовать как микролинза и увеличивать другую звезду, находящуюся гораздо дальше. Первым примером этого стала звезда MACS J1149 Lensed Star 1 (также известная как Икар) благодаря усилению потока из-за эффекта микролинзирования.

Гравитационные линзы одинаково действуют на все виды электромагнитного излучения , не только на видимый свет, но и на неэлектромагнитное излучение, такое как гравитационные волны. Эффекты слабого линзирования изучаются для космического микроволнового фона , а также для исследований галактик . Сильные линзы наблюдались также в радио- и рентгеновском режимах. Если сильная линза создает несколько изображений, между двумя путями будет относительная задержка по времени: то есть на одном изображении объект, находящийся в линзе, будет наблюдаться раньше, чем на другом изображении.

История

Одна из фотографий эксперимента Эддингтона по солнечному затмению 1919 года , представленная в его статье 1920 года, объявляющей об его успехе.

Генри Кавендиш в 1784 году (в неопубликованной рукописи) и Иоганн Георг фон Зольднер в 1801 году (опубликовано в 1804 году) указали, что ньютоновская гравитация предсказывает, что звездный свет будет огибать массивный объект ^[15] , как это уже предполагал Исаак Ньютон в 1704 году. в его «Запросах №1» в книге «Оптика» . ^[16] То же значение, что и у Солднера, было рассчитано Эйнштейном в 1911 году на основе только принципа эквивалентности . ^{[13] : 3} Однако в 1915 году, в процессе завершения общей теории относительности, Эйнштейн заметил, что его (и, следовательно, Солднера) результат 1911 года составляет лишь половину правильного значения. Эйнштейн стал первым, кто рассчитал правильное значение изгиба света. ^[17]

Первое наблюдение отклонения света было выполнено путем наблюдения за изменением положения звезд при их прохождении вблизи Солнца на небесной сфере . Наблюдения были выполнены в 1919 году Артуром Эддингтоном , Фрэнком Уотсоном Дайсоном и их сотрудниками во время полного солнечного затмения 29 мая . ^[18] Солнечное затмение позволило наблюдать звезды вблизи Солнца. Наблюдения проводились одновременно в городах Собрал, Сеара , Бразилия, а также в Сан-Томе и Принсипи на западном побережье Африки. ^[19] Наблюдения показали, что свет звезд , проходящих близко к Солнцу , слегка искривляется, поэтому звезды кажутся слегка смещенными. ^[20]

Преломление света вокруг массивного объекта от удаленного источника. Оранжевые стрелки показывают видимое положение источника фона. Белые стрелки показывают путь света от истинного положения источника.

В образовании, известном как Крест Эйнштейна , четыре изображения одного и того же далекого квазара появляются вокруг галактики на переднем плане из-за сильного гравитационного линзирования.

Результат был признан впечатляющей новостью и попал на первые полосы большинства крупных газет. Это принесло Эйнштейну и его общей теории относительности мировую известность. На вопрос своего помощника, какова была бы его реакция, если бы общая теория относительности не была подтверждена Эддингтоном и Дайсоном в 1919 году, Эйнштейн ответил: «Тогда мне было бы жаль дорогого Господа. Теория в любом случае верна». ^[21] В 1912 году Эйнштейн предположил, что наблюдатель может видеть несколько изображений одного источника света, если свет отклоняется вокруг массы. Этот эффект заставил бы массу действовать как своего рода гравитационная линза. Однако, поскольку он рассматривал только эффект отклонения вокруг одиночной звезды, он, похоже, пришел к выводу, что это явление вряд ли будет наблюдаться в обозримом будущем, поскольку необходимое выравнивание между звездами и наблюдателем было бы крайне маловероятным. Несколько других физиков также размышляли о гравитационном линзировании, но все пришли к одному и тому же выводу, что его практически невозможно наблюдать. ^[10]

Хотя Эйнштейн сделал неопубликованные расчеты на эту тему, ^[9] первое обсуждение гравитационной линзы в печати было сделано Хвольсоном в короткой статье, в которой обсуждался «эффект ореола» гравитации, когда источник, линза и наблюдатель находятся в почти идеальном положении. выравнивание, ^[7] теперь называемое кольцом Эйнштейна .

В 1936 году, после некоторых настояний Руди В. Мандла, Эйнштейн неохотно опубликовал в журнале Science короткую статью «Линзоподобное действие звезды при отклонении света в гравитационном поле» . ^[10]

В 1937 году Фриц Цвикки впервые рассмотрел случай, когда недавно открытые галактики (которые в то время назывались «туманностями») могли действовать как источник и линза, и что из-за их массы и размеров эффект был гораздо более вероятным. чтобы наблюдать. ^[22]

В 1963 году Ю. Г. Климов, С. Либес и Сьюр Рефсдал независимо друг от друга признали, что квазары являются идеальным источником света для эффекта гравитационной линзы. ^[23]

Лишь в 1979 году была открыта первая гравитационная линза. Оно стало известно как « двойное QSO », поскольку изначально выглядело как два одинаковых квазизвездных объекта. (Официально она называется SBS 0957+561 .) Эта гравитационная линза была открыта Деннисом Уолшем , Бобом Карсуэллом и Рэем Вейманом с помощью 2,1-метрового телескопа Национальной обсерватории Китт-Пик . ^[24]

В 1980-х годах астрономы поняли, что сочетание ПЗС-матриц и компьютеров позволит измерять яркость миллионов звезд каждую ночь. В плотном поле, таком как центр галактики или Магеллановы облака, потенциально можно обнаружить множество событий микролинзирования в год. Это привело к таким усилиям, как эксперимент по оптическому гравитационному линзированию или OGLE, который охарактеризовал сотни таких событий, в том числе OGLE-2016-BLG-1190Lb и OGLE-2016-BLG-1195Lb .

Примерное ньютоновское описание

Ньютон задавался вопросом, будет ли свет в форме корпускул искривляться под действием силы тяжести. Ньютоновское предсказание отклонения света относится к величине отклонения, которое корпускула будет ощущать под действием силы тяжести, и поэтому слово «ньютоновское» в этом контексте следует читать как ссылку на следующие расчеты, а не на убеждение, что Ньютон придерживался справедливости. этих расчетов. ^[25]

Для гравитационной линзы с точечной массой корпускула массы ощущает силу ${\displaystyle M}$ ${\displaystyle m}$

${\displaystyle {\vec {F}}=-{\frac {GMm}{r^{2}}}{\hat {r}}~,}$

где - расстояние между линзой и корпускулой. Если мы приравняем эту силу ко второму закону Ньютона , мы сможем определить ускорение, которому подвергается свет. ${\displaystyle r}$

${\displaystyle {\vec {a}}=-{\frac {GM}{r^{2}}}{\hat {r}}}$.

Свет взаимодействует с линзой с начального момента времени до , а прирост скорости, который получает корпускула, равен ${\displaystyle t=0}$ ${\displaystyle t}$

${\displaystyle \Delta {\vec {v}}=-\int _{0}^{t}dt'~{\frac {GM}{r(t')^{2}}}{\hat {r}}(t')~.}$

Если предположить, что первоначально свет находится достаточно далеко от линзы, чтобы пренебречь гравитацией, перпендикулярное расстояние между начальной траекторией света и линзой равно b (прицельный параметр ), а параллельное расстояние таково, что . Мы дополнительно предполагаем постоянную скорость света в параллельном направлении и что свет отклоняется лишь на небольшую величину. После включения этих предположений в приведенное выше уравнение и дальнейшего упрощения можно найти увеличение скорости в перпендикулярном направлении. Таким образом, угол отклонения между начальной и конечной траекториями корпускулы равен (см., например, M. Meneghetti, 2021) ^[25] ${\displaystyle r_{\parallel }}$ ${\displaystyle r^{2}=b^{2}+r_{\parallel }^{2}}$ ${\displaystyle dr_{\parallel }\approx cdt}$

${\displaystyle \theta ={\frac {2GM}{c^{2}r}}~.}$

Хотя этот результат кажется половиной предсказания общей теории относительности, классическая физика предсказывает, что скорость света зависит от наблюдателя (см., например, Л. Сасскинд и А. Фридман, 2018) ^[26] , что было заменено универсальной скоростью свет в специальной теории относительности . ${\displaystyle c}$

Объяснение с точки зрения кривизны пространства-времени

Имитация гравитационного линзирования (черная дыра, проходящая перед фоновой галактикой).

В общей теории относительности свет повторяет кривизну пространства-времени, поэтому, когда свет проходит вокруг массивного объекта, он искривляется. Это означает, что свет от объекта на другой стороне будет направлен к глазу наблюдателя, как от обычной линзы. В общей теории относительности скорость света зависит от гравитационного потенциала (т.е. метрики), и это искривление можно рассматривать как следствие движения света по градиенту скорости света. Лучи света — это граница между будущим, пространственноподобным и прошлым областями. Гравитационное притяжение можно рассматривать как движение невозмущенных объектов в фоновой изогнутой геометрии или, альтернативно, как реакцию объектов на силу в плоской геометрии. Угол отклонения составляет:

${\displaystyle \theta ={\frac {4GM}{c^{2}r}}}$

к массе M на расстоянии r от воздействующего излучения, где G — универсальная константа гравитации , а c — скорость света в вакууме.

Поскольку радиус Шварцшильда определяется как, а космическая скорость определяется как , это также можно выразить в простой форме как ${\displaystyle r_{\text{s}}}$ ${\displaystyle r_{\text{s}}={2Gm}/{c^{2}}}$ ${\displaystyle v_{\text{e}}}$ ${\textstyle v_{\text{e}}={\sqrt {2Gm/r}}=\beta _{\text{e}}c}$

${\displaystyle \theta =2{\frac {r_{\text{s}}}{r}}=2\left({\frac {v_{\text{e}}}{c}}\right)^{2}=2\beta _{\text{e}}^{2}}$

Поиск гравитационных линз

На этом изображении, полученном космическим телескопом Хаббла НАСА/ЕКА, показано скопление галактик MACS J1206.

Большинство гравитационных линз в прошлом были обнаружены случайно. Поиск гравитационных линз в северном полушарии (Cosmic Lens All Sky Survey, CLASS), выполненный на радиочастотах с использованием Очень Большой Решётки (VLA) в Нью-Мексико, привел к открытию 22 новых систем линз, что стало важной вехой. Это открыло совершенно новые возможности для исследований, начиная от поиска очень удаленных объектов и заканчивая поиском значений космологических параметров, чтобы мы могли лучше понять Вселенную.

Подобный поиск в южном полушарии был бы очень хорошим шагом на пути к дополнению поиска в северном полушарии, а также к получению других целей для изучения. Если такой поиск будет осуществляться с использованием хорошо откалиброванных и хорошо параметризованных инструментов и данных, можно ожидать результата, аналогичного северному исследованию. Использование данных обзора Австралийского телескопа 20 ГГц (AT20G), собранных с помощью компактной матрицы австралийского телескопа (ATCA), представляет собой такой набор данных. Поскольку данные были собраны с использованием одного и того же инструмента с очень строгим качеством данных, мы должны ожидать хороших результатов от поиска. Исследование AT20G представляет собой слепое исследование на частоте 20 ГГц в радиодиапазоне электромагнитного спектра. Из-за используемой высокой частоты шансы найти гравитационные линзы увеличиваются по мере увеличения относительного числа компактных основных объектов (например, квазаров) (Садлер и др., 2006). Это важно, поскольку линзирование легче обнаружить и идентифицировать в простых объектах, чем в сложных объектах. Этот поиск предполагает использование интерферометрических методов для идентификации кандидатов и их отслеживание с более высоким разрешением для их идентификации. Полная информация о проекте в настоящее время готовится к публикации.

Скопление галактик SDSS J0915+3826 помогает астрономам изучать звездообразование в галактиках. ^[27]

Методы микролинзирования использовались для поиска планет за пределами нашей Солнечной системы. Статистический анализ конкретных случаев наблюдаемого микролинзирования за период с 2002 по 2007 год показал, что у большинства звезд в галактике Млечный Путь находится по крайней мере одна планета, вращающаяся на расстоянии от 0,5 до 10 а.е. ^[28]

В 2009 году слабое гравитационное линзирование было использовано для распространения связи масса-рентгеновская светимость на более старые и меньшие структуры, чем это было возможно ранее, для улучшения измерений далеких галактик. ^[29]

По состоянию на 2013 год с помощью космического телескопа Хаббл НАСА была обнаружена ^[update]самая далёкая галактика с гравитационной линзой, J1000+0221 . ^{[30] [31]} Хотя она остается самой далекой из известных галактик с линзами с четырьмя изображениями, еще более далекая галактика с линзами с двумя изображениями была впоследствии обнаружена международной командой астрономов с использованием комбинации космического телескопа Хаббл и телескопа Кека для визуализации и спектроскопии. . Об открытии и анализе линзы IRC 0218 было опубликовано в Astrophysical Journal Letters 23 июня 2014 г. ^[32]

Исследование, опубликованное 30 сентября 2013 года в онлайн-издании Physical Review Letters , проведенное Университетом Макгилла в Монреале , Квебек , Канада, обнаружило B-моды , которые образуются из-за эффекта гравитационного линзирования при использовании Южного полюса Национального научного фонда. Телескоп и при помощи космической обсерватории Гершель. Это открытие откроет возможности проверки теорий происхождения нашей Вселенной. ^{[33] [34]}

Скопление галактик Abell 2744 — чрезвычайно далекие галактики , обнаруженные с помощью гравитационного линзирования (16 октября 2014 г.). ^{[35] [36]}

Солнечная гравитационная линза

Альберт Эйнштейн предсказал в 1936 году, что лучи света того же направления, что огибают края Солнца, сойдутся в фокусе примерно в 542 а.е. от Солнца. ^[37] Таким образом, зонд, расположенный на этом расстоянии (или больше) от Солнца, мог бы использовать Солнце в качестве гравитационной линзы для увеличения удаленных объектов на противоположной стороне Солнца. ^[38] Местоположение зонда может меняться по мере необходимости для выбора различных целей относительно Солнца.

Это расстояние намного превышает прогресс и возможности оборудования космических зондов, таких как «Вояджер-1» , а также за пределами известных планет и карликовых планет, хотя через тысячи лет 90377 Седна отойдет еще дальше по своей высокоэллиптической орбите. Высокий коэффициент усиления для потенциального обнаружения сигналов через эту линзу, таких как микроволны на линии водорода длиной 21 см , привел к предположению Фрэнка Дрейка в первые дни SETI о том, что зонд можно отправить на это расстояние. Многоцелевой зонд SETISAIL, а затем и FOCAL, был предложен ЕКА в 1993 году, но ожидается, что это будет сложная задача. ^[39] Если зонд пройдет расстояние 542 а.е., увеличивающие возможности линзы будут продолжать действовать и на более дальних расстояниях, поскольку лучи, которые фокусируются на больших расстояниях, проходят дальше от искажений солнечной короны. ^[40] Критику концепции дал Лэндис, ^[41] который обсуждал такие вопросы, как вмешательство солнечной короны, большое увеличение цели, что затруднит проектирование фокальной плоскости миссии, а также анализ характерная сферическая аберрация линзы.

В 2020 году физик НАСА Слава Турышев представил свою идею прямого многопиксельного изображения и спектроскопии экзопланеты с помощью миссии солнечной гравитационной линзы . Объектив может реконструировать изображение экзопланеты с разрешением поверхности в масштабе около 25 км, чего достаточно, чтобы увидеть особенности поверхности и признаки обитаемости. ^[42]

Измерение слабого линзирования

Скопление галактик MACS J2129-0741 и линзованная галактика MACS2129-1. ^[43]

Kaiser, Squires and Broadhurst (1995), ^[44] Luppino & Kaiser (1997) ^[45] и Hoekstra et al. (1998) предписали метод инвертирования эффектов размытия и сдвига функции рассеяния точки (PSF), восстанавливая оценку сдвига, незагрязненную систематическими искажениями PSF. Этот метод (KSB+) является наиболее широко используемым методом измерения слабого линзового сдвига. ^{[46] [47]}

Галактики имеют случайное вращение и наклон. В результате сдвиговые эффекты при слабом линзировании должны определяться статистически предпочтительными ориентациями. Основной источник ошибок при измерении линзирования связан со сверткой PSF с линзированным изображением. Метод KSB измеряет эллиптичность изображения галактики. Сдвиг пропорционален эллиптичности. Объекты на линзированных изображениях параметризуются в соответствии с их взвешенными квадрупольными моментами. Для идеального эллипса взвешенные квадрупольные моменты связаны с взвешенной эллиптичностью. KSB рассчитывает, как взвешенная мера эллиптичности связана со сдвигом, и использует тот же формализм для устранения эффектов PSF. ^[48]

Основными преимуществами KSB являются его математическая простота и относительно простая реализация. Однако KSB основан на ключевом предположении, что PSF имеет круглую форму с анизотропными искажениями. Это разумное предположение для исследований космического сдвига, но исследования следующего поколения (например, LSST ), возможно, потребуют гораздо большей точности, чем может обеспечить KSB.

Галерея

• 
  Галактика Солнечной Дуги. ^[49]
• 
  Гравитационно-линзовый квазар. ^[50]
• 
  В SDSS J0952+3434 нижняя дугообразная галактика имеет характерную форму галактики, подвергшейся гравитационному линзированию. ^[51]
• 
  Деформирован и искажен вокруг SDSS J1050+0017. ^[52]
• 
  Галактика SPT0615-JD существовала, когда Вселенной было всего 500 миллионов лет. ^[53]
• 
  Гравитационные линзы, обнаруженные в данных DESI Legacy Survey ^[54]
• 
  Гравитационные линзы, обнаруженные в данных DESI Legacy Survey ^[55]
• 
  Феномен линзирования позволяет обнаруживать объекты размером около 100 световых лет или меньше. ^[56]
• 
  Подробный взгляд на сверхновую iPTF16geu с гравитационной линзой типа Ia . ^[57]
• 
  «Смайлик» изображение скопления галактик (SDSS J1038+4849) и гравитационного линзирования ( кольцо Эйнштейна ) ( HST ). ^[58]
• 
  Абель 1689 — реальные эффекты гравитационного линзирования ( космический телескоп Хаббл ).
• 
  Распределение темной материи — слабое гравитационное линзирование ( космический телескоп Хаббл ).
• 
  Гравитационная линза обнаружена при красном смещении z = 1,53. ^[59]
• 
  Графика гравитационного линзирования (8 января 2020 г.)
• 
  Хаббл демонстрирует объект Гамильтона
• 
  Иллюстрация гравитационного линзирования ^[60]
• 
  Далекие галактики, образующие звезды, с гравитационно-линзовыми линзами. ^[61]

Смотрите также

• Земная атмосферная линза
• Галактическая линза  – Строение галактик.
• Формализм гравитационного линзирования  - тип формализмаPages displaying wikidata descriptions as a fallback
• Сильная гравитационная линза  – эффект достаточно сильный, чтобы создать несколько изображений, дуг или даже колец Эйнштейна.Pages displaying wikidata descriptions as a fallback
  • Крест Эйнштейна  - Гравитационно-линзовое изображение квазараPages displaying short descriptions of redirect targets
  • Кольцо Эйнштейна  - особенность, наблюдаемая, когда свет гравитационно линзируется объектом.
• Слабое гравитационное линзирование  – гравитационное отклонение света без создания заметных дополнительных изображений.Pages displaying wikidata descriptions as a fallback
• Гравитационное микролинзирование  - астрономическое явление, возникающее из-за эффекта гравитационной линзы.
• SN Refsdal  - Сверхновая, снятая линзами
• Евклид (космический корабль)  - Европейская космическая обсерватория видимого и ближнего инфракрасного диапазона.

Исторические документы и ссылки

• Хвольсон, О (1924). «Über eine mögliche Form fiktiver Doppelsterne». Астрономические Нахрихтен . 221 (20): 329–330. Бибкод : 1924AN....221..329C. дои : 10.1002/asna.19242212003.
• Эйнштейн, Альберт (1936). «Линзоподобное действие звезды при отклонении света в гравитационном поле». Наука . 84 (2188): 506–7. Бибкод : 1936Sci....84..506E. дои : 10.1126/science.84.2188.506. JSTOR  1663250. PMID  17769014. S2CID  38450435.
• Ренн, Юрген ; Тилман Зауэр ; Джон Стэчел (1997). «Происхождение гравитационного линзирования: постскриптум к научной статье Эйнштейна 1936 года». Наука . 275 (5297): 184–6. Бибкод : 1997Sci...275..184R. дои : 10.1126/science.275.5297.184. PMID  8985006. S2CID  43449111.

Рекомендации

Примечания

1. Дрейкфорд, Джейсон; Корум, Джонатан; До свидания, Деннис (5 марта 2015 г.). «Телескоп Эйнштейна - видео (02:32)». Газета "Нью-Йорк Таймс . Проверено 27 декабря 2015 г.
2. Прощай, Деннис (5 марта 2015 г.). «Астрономы наблюдают за сверхновой и обнаруживают, что смотрят ее повторы». Газета "Нью-Йорк Таймс . Проверено 5 марта 2015 г.
3. Бернард Ф. Шютц (1985). Первый курс общей теории относительности (иллюстрировано, под ред. Herdruk). Издательство Кембриджского университета. п. 295. ИСБН 978-0-521-27703-7.
4. Вольфганг Риндлер (2006). Относительность: специальная, общая и космологическая (2-е изд.). ОУП Оксфорд. п. 21. ISBN 978-0-19-152433-2.Выдержка со страницы 21
5. Габор Кунстаттер; Джеффри Дж. Уильямс; Д.Е. Винсент (1992). Общая теория относительности и релятивистская астрофизика - материалы 4-й канадской конференции. Всемирная научная. п. 100. ИСБН 978-981-4554-87-9.Выдержка со страницы 100
6. Пекка Терикорпи; Маури Валтонен; К. Лехто; Гарри Лехто; Джин Берд; Артур Чернин (2008). Развивающаяся Вселенная и происхождение жизни: поиск наших космических корней (иллюстрированное издание). Springer Science & Business Media. п. 165. ИСБН 978-0-387-09534-9.Выдержка со страницы 165
7. Тернер, Кристина (14 февраля 2006 г.). «Ранняя история гравитационного линзирования» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 25 июля 2008 г.
8. Бичак, Иржи; Ледвинка, Томаш (2014). Общая теория относительности, космология и астрофизика: перспективы через 100 лет после пребывания Эйнштейна в Праге (иллюстрированное издание). Спрингер. стр. 49–50. ISBN 9783319063492.
9. Тилман Зауэр (2008). «Nova Geminorum 1912 и происхождение идеи гравитационного линзирования». Архив истории точных наук . 62 (1): 1–22. arXiv : 0704.0963 . Бибкод : 2008AHES...62....1S. дои : 10.1007/s00407-007-0008-4. S2CID  17384823.
10. «Краткая история гравитационного линзирования». Эйнштейн онлайн . Институт гравитационной физики Макса Планка . Архивировано из оригинала 1 июля 2016 г. Проверено 29 июня 2016 г.
11. Лодж, Оливер Дж. (декабрь 1919 г.). «Гравитация и свет». Природа . 104 (2614): 354. Бибкод : 1919Natur.104..354L. дои : 10.1038/104354a0 . ISSN  0028-0836. S2CID  4157815.
12. «Гравитационная линза - Часть 2 (Великие моменты в науке, ABS Science)» . Австралийская радиовещательная корпорация . 5 ноября 2001 г.
13. Шнайдер, Питер; Элерс, Юрген; Фалько, Эмилио Э. (1992). Гравитационные линзы . Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York Press. ISBN 978-3-540-97070-5.
14. Мелия, Фульвио (2007). Галактическая сверхмассивная черная дыра . Издательство Принстонского университета. стр. 255–256. ISBN 978-0-691-13129-0.
15. Солднер, JGV (1804 г.). «Об отклонении светового луча от его прямолинейного движения притяжением небесного тела, мимо которого он почти проходит»  . Berliner Astronomisches Jahrbuch : 161–172.
16. Ньютон, Исаак (1998). Оптика: или трактат об отражениях, преломлениях, изгибах и цветах света. Также два трактата о видах и величинах криволинейных фигур . Комментарий Николаса Хьюмеза (ред. Octavo). Пало-Альто, Калифорния: Октаво. ISBN 978-1-891788-04-8.( Оптика была первоначально опубликована в 1704 году).
17. Уилл, CM (2006). «Противостояние общей теории относительности и эксперимента». Живые обзоры в теории относительности . 9 (1): 39. arXiv : gr-qc/0510072 . Бибкод : 2006LRR.....9....3W. дои : 10.12942/lrr-2006-3. ПМК 5256066 . ПМИД  28179873. 
18. Дайсон, ФРВ; Эддингтон, AS; Дэвидсон К. (1920). «Определение отклонения света гравитационным полем Солнца на основе наблюдений, сделанных во время полного затмения 29 мая 1919 года». Философские труды Королевского общества . 220А (571–581): 291–333. Бибкод : 1920RSPTA.220..291D. дои : 10.1098/rsta.1920.0009 .
19. Стэнли, Мэтью (2003). "«Экспедиция по залечиванию ран войны»: Затмение 1919 года и Эддингтон как квакер-авантюрист». Isis . 94 (1): 57–89. Бибкод : 2003 Isis...94...57S. doi : 10.1086/376099. PMID  12725104. S2CID  25615643.
20. Дайсон, ФРВ; Эддингтон, AS; Дэвидсон, К. (1 января 1920 г.). «Определение отклонения света гравитационным полем Солнца по наблюдениям, сделанным во время полного затмения 29 мая 1919 года». Философские труды Королевского общества A: Математические, физические и технические науки . 220 (571–581): 291–333. Бибкод : 1920RSPTA.220..291D. дои : 10.1098/rsta.1920.0009 .
21. Розенталь-Шнайдер, Ильза: Реальность и научная истина. Детройт: издательство Wayne State University Press, 1980. стр. 74. (См. также Калаприс, Алиса: Новый цитируемый Эйнштейн . Принстон: Princeton University Press, 2005. стр. 227.)
22. Ф. Цвики (1937). «Туманности как гравитационные линзы» (PDF) . Физический обзор . 51 (4): 290. Бибкод : 1937PhRv...51..290Z. doi : 10.1103/PhysRev.51.290. Архивировано (PDF) из оригинала 26 декабря 2013 г.
23. Шнайдер Питер; Кочанек, Кристофер; Вамбсгансс, Иоахим (2006). Гравитационное линзирование: сильное, слабое и микро . Springer Verlag Berlin Heidelberg New York Press. п. 4. ISBN 978-3-540-30309-1.
24. Уолш, Д.; Карсуэлл, РФ; Вейманн, Р.Дж. (31 мая 1979 г.). «0957 + 561 A, B: двойные квазизвездные объекты или гравитационная линза?». Природа . 279 (5712): 381–384. Бибкод : 1979Natur.279..381W. дои : 10.1038/279381a0. PMID  16068158. S2CID  2142707.
25. Менегетти, Массимо (2021). Введение в гравитационное линзирование на примерах Python. Конспект лекций по физике. Том. 956. Спрингер. дои : 10.1007/978-3-030-73582-1. ISBN 978-3-030-73582-1. S2CID  243826707.
26. Сасскинд, Леонард; Фридман, Искусство (2018). Специальная теория относительности и классическая теория поля. Книги о пингвинах. ISBN 9780141985015.
27. «Помощь Хабблу». www.spacetelescope.org . Проверено 29 октября 2018 г.
28. Кассан, А.; Кубас, Д.; Болье, Ж.-П.; Доминик, М.; Хорн, К.; Гринхилл, Дж.; Вамбсгансс, Дж.; Мензис, Дж.; Уильямс, А. (2012). «Одна или несколько связанных планет на каждую звезду Млечного Пути по данным микролинзирующих наблюдений». Природа . 481 (7380): 167–169. arXiv : 1202.0903 . Бибкод : 2012Natur.481..167C. дои : 10.1038/nature10684. PMID  22237108. S2CID  2614136.
29. Министерство энергетики / Национальная лаборатория Лоуренса Беркли (21 января 2010 г.). «Космология: слабое гравитационное линзирование улучшает измерения далеких галактик». ScienceDaily .
30. Sci-News.com (21 октября 2013 г.). «Обнаружена самая далекая гравитационная линза». Sci-News.com . Архивировано из оригинала 23 октября 2013 года . Проверено 22 октября 2013 г.
31. ван дер Вель, А.; и другие. (2013). «Открытие четверной линзы в КАНДЕЛЯХ с рекордным красным смещением линзы». Письма астрофизического журнала . 777 (1): Л17. arXiv : 1309.2826 . Бибкод : 2013ApJ...777L..17V. дои : 10.1088/2041-8205/777/1/L17. S2CID  55728208.
32. Вонг, К.; и другие. (2014). «Открытие галактики с сильной линзировкой, встроенной в скопление с z = 1,62». Письма астрофизического журнала . 789 (2): Л31. arXiv : 1405.3661 . Бибкод : 2014ApJ...789L..31W. дои : 10.1088/2041-8205/789/2/L31. S2CID  56376674.
33. НАСА/Лаборатория реактивного движения (22 октября 2013 г.). «Обнаружен долгожданный образец древнего света». ScienceDaily . Проверено 23 октября 2013 г.
34. Хэнсон, Д.; и другие. (30 сентября 2013 г.). «Обнаружение поляризации B-моды в космическом микроволновом фоне по данным телескопа Южного полюса». Письма о физических отзывах . 14. 111 (14): 141301. arXiv : 1307.5830 . Бибкод : 2013PhRvL.111n1301H. doi : 10.1103/PhysRevLett.111.141301. PMID  24138230. S2CID  9437637.
35. Клавин, Уитни; Дженкинс, Энн; Виллар, Рэй (7 января 2014 г.). «Команда Хаббла и Спитцера НАСА собирается исследовать далекие галактики». НАСА . Архивировано из оригинала 9 июля 2018 года . Проверено 8 января 2014 г.
36. Чоу, Фелесия; Уивер, Донна (16 октября 2014 г.). «РЕЛИЗ 14-283 - Хаббл НАСА находит чрезвычайно далекую галактику через космическое увеличительное стекло». НАСА . Проверено 17 октября 2014 г.
37. Эйнштейн, Альберт (1936). «Линзоподобное действие звезды при отклонении света в гравитационном поле». Наука . 84 (2188): 506–507. Бибкод : 1936Sci....84..506E. дои : 10.1126/science.84.2188.506. PMID  17769014. S2CID  38450435.
38. Эшлеман, фон Р. (1979). «Гравитационная линза Солнца: ее потенциал для наблюдений и связи на межзвездных расстояниях». Наука . 205 (4411): 1133–1135. Бибкод : 1979Sci...205.1133E. дои : 10.1126/science.205.4411.1133. PMID  17735051. S2CID  27692082.
39. Джеффри А. Лэндис, «Миссия к гравитационному фокусу Солнца: критический анализ», ArXiv, статья 1604.06351, Корнельский университет, 21 апреля 2016 г. (загружено 30 апреля 2016 г.)
40. Клаудио Макконе (2009). Глубокие космические полеты и связь: использование Солнца как гравитационной линзы. Спрингер. ISBN 9783540729433.
41. Лэндис, Джеффри А., «Миссия к гравитационному фокусу Солнца: критический анализ», статья AIAA-2017-1679, Научно-технический форум и выставка AIAA 2017, Грейпвайн, Техас, 9–13 января 2017 г. Препринт на сайте arXiv.org (по состоянию на 24 декабря 2016 г.).
42. Холл, Лора (06 апреля 2020 г.). «Прямое многопиксельное изображение и спектроскопия экзопланеты». НАСА . Проверено 5 августа 2020 г.
43. «Скопление галактик MACS J2129-0741 и линзованная галактика MACS2129-1» . www.spacetelescope.org . Проверено 23 июня 2017 г.
44. Кайзер, Ник; Сквайрс, Гордон; Бродхерст, Том (август 1995 г.). «Метод наблюдений со слабым линзированием». Астрофизический журнал . 449 : 460–475. arXiv : astro-ph/9411005 . Бибкод : 1995ApJ...449..460K. дои : 10.1086/176071. S2CID  119382511.
45. Луппино, Джорджия; Кайзер, Ник (20 января 1997 г.). «Обнаружение слабого линзирования скоплением галактик на z = 0,83». Астрофизический журнал . 475 (1): 20–28. arXiv : astro-ph/9601194 . Бибкод : 1997ApJ...475...20L. дои : 10.1086/303508. S2CID  6294167.
46. Бабу, Гутти Джогеш; Фейгельсон, Эрик Д. (2007). Статистические проблемы в современной астрономии IV: материалы конференции, состоявшейся в Университете штата Пенсильвания, Юниверсити-Парк, Пенсильвания, США, 12–15 июня 2006 г., том 371 (иллюстрированное издание). Астрономическое общество Тихого океана. п. 66. ИСБН 978-1-58381-240-2.
47. Плионис, Манолис; Лопес-Крус, О.; Хьюз, Д. (2008). Панхроматический вид скоплений галактик и крупномасштабной структуры (иллюстрированное издание). Springer Science & Business Media. п. 233. ИСБН 978-1-4020-6940-6.
48. Фредерик Курбен, Данте Миннити, Фредерик Курбен, Данте Миннити (2008). Гравитационное линзирование: астрофизический инструмент (иллюстрированное издание). Спрингер. п. 69. ИСБН 978-3-540-45857-9.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
49. «Хаббл запечатлел дюжину двойников дуги солнечных лучей» . www.spacetelescope.org . Проверено 11 ноября 2019 г.
50. «Хаббл видит самый яркий квазар в ранней Вселенной» . www.spacetelescope.org . Проверено 10 января 2019 г.
51. "В поисках новорожденных звезд". www.spacetelescope.org . Проверено 15 октября 2018 г.
52. «Искаженный и искаженный». www.spacetelescope.org . Проверено 24 сентября 2018 г.
53. "Растянутое изображение далекой галактики" . www.spacetelescope.org . Проверено 16 января 2018 г.
54. "Космическая змея, беременная звездами" . www.spacetelescope.org . Проверено 20 ноября 2017 г.
55. «Удвоение количества известных гравитационных линз». noirlab.edu . Проверено 3 февраля 2021 г.
56. «Хаббл снимает галерею сверхярких галактик» . www.spacetelescope.org . Проверено 8 июня 2017 г.
57. «Подробный взгляд на сверхновую с гравитационными линзами» . www.spacetelescope.org . Проверено 21 апреля 2017 г.
58. Лофф, Сара; Данбар, Брайан (10 февраля 2015 г.). «Хаббл видит улыбающуюся линзу». НАСА . Проверено 10 февраля 2015 г.
59. «Самая далекая гравитационная линза помогает взвешивать галактики» . Пресс-релиз ЕКА/Хаббла . Проверено 18 октября 2013 г.
60. «Хаббл определяет массу изолированной черной дыры, блуждающей по нашей галактике Млечный Путь» . Сайт Хаббла.org . Проверено 16 июня 2022 г.
61. «ALMA переписывает историю звездного бэби-бума во Вселенной» . ЭСО . 13 марта 2013 года . Проверено 2 апреля 2013 г.

Библиография

• « Случайные астрофизики. Архивировано 16 февраля 2012 г. в Wayback Machine ». Новости науки, 13 июня 2008 г.
• « XFGLenses ». Компьютерная программа для визуализации гравитационных линз, Франсиско Фрутос-Альфаро.
• « Г-ЛенС ». Моделирование гравитационной линзы точечной массы, Марк Боуген.
• Ньюбери, Пит, « Гравитационное линзирование ». Институт прикладной математики Университета Британской Колумбии.
• Коэн, Н., «Линза гравитации: взгляды на новую космологию», Wiley and Sons, 1988.
• « Гравитационная линза Q0957+561 ». Гарвард.edu.
• Бриджес, Эндрю: « Обнаружен самый далекий из известных объектов во Вселенной ». Ассошиэйтед Пресс . 15 февраля 2004 г. (Самая дальняя галактика, обнаруженная с помощью гравитационного линзирования с помощью Abell 2218 и космического телескопа Хаббла.)
• Анализ корпораций... и космоса Необычный путь карьеры в области гравитационного линзирования.
• « HST-изображения сильных гравитационных линз ». Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики.
• « Событие планетарного микролинзирования » и « Событие микролинзирования планеты массы Юпитера OGLE-2005-BLG-071 », первые открытия внесолнечных планет с использованием микролинзирования.
• Гравитационное линзирование на arxiv.org
• Домашняя страница НРАО КЛАСС
• Опрос AT20G
• Дифракционный предел эффекта гравитационной линзы (Бонц, Р.Дж. и Хауган, член парламента «Астрофизика и космические науки», том 78, № 1, стр. 199-210. Август 1981 г.)

дальнейшее чтение

• Бландфорд и Нараян; Нараян, Р. (1992). «Космологические применения гравитационного линзирования». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 30 (1): 311–358. Бибкод : 1992ARA&A..30..311B. doi : 10.1146/annurev.aa.30.090192.001523.
• Маттиас Бартельманн; Питер Шнайдер (17 августа 2000 г.). «Слабая гравитационная линза» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 26 февраля 2007 г. {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
• Хавинсон Дмитрий; Нойманн, Женевра (июнь – июль 2008 г.). «От фундаментальной теоремы алгебры к астрофизике: «гармоничный» путь» (PDF) . Уведомления АМС . 55 (6): 666–675. Архивировано (PDF) из оригинала 7 сентября 2008 г..
• Петтерс, Арли О .; Левин, Гарольд; Вамбсгансс, Иоахим (2001). Теория сингулярности и гравитационное линзирование. Прогресс математической физики. Том. 21. Биркхойзер.
• Инструменты для оценки возможностей использования измерений параллакса гравитационно-линзированных источников (Штайн Видар Хагфорс Хауган. Июнь 2008 г.)

Внешние ссылки

• Видео: Эвелин Гейтс - Телескоп Эйнштейна: поиск темной материи и темной энергии во Вселенной. Архивировано 2 сентября 2018 г. в Wayback Machine , презентация в Портленде, штат Орегон, 19 апреля 2009 г., во время недавнего книжного тура автора.
• Аудио: Фрейзер Кейн и доктор Памела Гей - Актеры астрономии: Гравитационное линзирование, май 2007 г.