عدسی های گرانشی

[Sunrise]

سلام به همه دوستان خوب و طرفدار نجوم علمی
این تاپیک رو به درخواست دوست گرامی lllll l lll lll l l ll ایجاد میکنیم...



بحث همگرایی گرانشی و عدسی های گرانشی واقعا بحث جذاب و مفیدی است، چون در کشف اجرام فراژرف و محاسبه جرم و خصوصیاتی از جرمی که سبب ایجاد همگرایی شده کمک های زیادی میکنه! از طرف دیگه از مباحث روز در اختر فیزیک محسوب میشه و مثلا همین چند وقت پیش خبری در این رابطه منتشر شد


باشد که مشارکت شما در پیش برد مبحث شیرین و به روز این تاپیک منجر به ارتقاء بیشتر سطح علمی فروم بشه

[shariatzadeh]

با تشکر از تاپیک خوبتون
همگرایی گرانشی به طور تئوری بعد از معرفی متریک شوارزشیلد بررسی شد . در دهه 70 میلادی اولین همگرایی گرانشی توسط والش رصد شد و بعد از اون این شاخه از نجوم رصدی به یکی از ابزارهای مهم در بررسی اجرام کیهانی تبدیل شده است.
با استفاده از مکانیک نیوتونی می توان نشان داد که میزان خمیدگی نور تابیده به جسمی به جرم M برابر است با : a=(2GM)/(c^2*b) به طوری که b کوتاه ترین فاصله نور تا جسم یا به اصطلاح پارامتر برخورد است .( این یک سال سوال المپیاد هم بوده . فکر کنم دوره تابستانی سال 87 بود)
در نسبیت عام زاویه انحراف نور برای پرتو نور عبوری از کنار یک جرم دو برابر مقدار داده شده در مکانیک نیوتونی است . با توجه به انحراف نور داده شده می توان محل تصویر حاصل از منبع را بر حسب پارامترهای هندسی مسئله به دست آورد .
همگرایی گرانشی را می توان به سه دسته تقسیم کرد که در اینجا توضیح مختصری درباره هر یک می دهیم و توضیحات کامل تر را در آینده برای دوستان ذکر خواهیم کرد .
1- همگرایی گرانشی قوی : به طوری که تصویر منبع در این نوع همگرایی به دلیل انحراف شدید نورکاملا تغییر کرده . مانند تصویر زیبایی که که آقای اکبرنیا قراردادند .
2- همگرایی گرانشی ضعیف : در این نوع همگرایی تصویر منبع در اثر انحراف پرتوهای نوری کمی کشیده می شود .که نمونه اش رو میتونید توی تصویری که در ابتدای تاپیک قرار داره مشاهده کنید .
3- ریزهمگرایی گرانشی : این نوع همگرایی گرانشی در مقیاس های کهکشانی توسط ستارگان رخ می دهد و به دلیل جدایی زاویه ای کم در تصاویر تشکیل شده ، عملا تلسکوپ های زمینی قادر به تفکیک این تصاویر نخواهند بود . در این نوع همگرایی گرانشی با گذر یک ستاره و یا ماچو از کنار خط دید ناظر - چشمه ، نور ستاره زمینه همگرا شده و اثر آن به صورت تقویت نور ستاره زمینه خواهد بود .که این اثرات بسیار کوچک را باید در طیف ستارگان جستوجو کنیم . یکی از مهمترین کاربرد های ریزهمگرایی گرانشی کشف سیارات فراخورشیدی است ، به این گونه که با گذر سیاره از مقابل ستاره زمینه این پدیده رخ می دهد .

[solh]

با تشکر از تاپیک خوبتون
همگرایی گرانشی به طور تئوری بعد از معرفی متریک شوارزشیلد بررسی شد . در دهه 70 میلادی اولین همگرایی گرانشی توسط والش رصد شد و بعد از اون این شاخه از نجوم رصدی به یکی از ابزارهای مهم در بررسی اجرام کیهانی تبدیل شده است.
با استفاده از مکانیک نیوتونی می توان نشان داد که میزان خمیدگی نور تابیده به جسمی به جرم M برابر است با : a=(2GM)/(c^2*b) به طوری که b کوتاه ترین فاصله نور تا جسم یا به اصطلاح پارامتر برخورد است .( این یک سال سوال المپیاد هم بوده . فکر کنم دوره تابستانی سال 87 بود)
در نسبیت عام زاویه انحراف نور برای پرتو نور عبوری از کنار یک جرم دو برابر مقدار داده شده در مکانیک نیوتونی است . با توجه به انحراف نور داده شده می توان محل تصویر حاصل از منبع را بر حسب پارامترهای هندسی مسئله به دست آورد .
همگرایی گرانشی را می توان به سه دسته تقسیم کرد که در اینجا توضیح مختصری درباره هر یک می دهیم و توضیحات کامل تر را در آینده برای دوستان ذکر خواهیم کرد .
1- همگرایی گرانشی قوی : به طوری که تصویر منبع در این نوع همگرایی به دلیل انحراف شدید نورکاملا تغییر کرده . مانند تصویر زیبایی که که آقای اکبرنیا قراردادند .
2- همگرایی گرانشی ضعیف : در این نوع همگرایی تصویر منبع در اثر انحراف پرتوهای نوری کمی کشیده می شود .که نمونه اش رو میتونید توی تصویری که در ابتدای تاپیک قرار داره مشاهده کنید .
3- ریزهمگرایی گرانشی : این نوع همگرایی گرانشی در مقیاس های کهکشانی توسط ستارگان رخ می دهد و به دلیل جدایی زاویه ای کم در تصاویر تشکیل شده ، عملا تلسکوپ های زمینی قادر به تفکیک این تصاویر نخواهند بود . در این نوع همگرایی گرانشی با گذر یک ستاره و یا ماچو از کنار خط دید ناظر - چشمه ، نور ستاره زمینه همگرا شده و اثر آن به صورت تقویت نور ستاره زمینه خواهد بود .که این اثرات بسیار کوچک را باید در طیف ستارگان جستوجو کنیم . یکی از مهمترین کاربرد های ریزهمگرایی گرانشی کشف سیارات فراخورشیدی است ، به این گونه که با گذر سیاره از مقابل ستاره زمینه این پدیده رخ می دهد .

اون مقداری که گفتین از مکانیک نیوتونی بدست میاد ، زاویه برحسب رادیانه ؟

[shariatzadeh]

اون مقداری که گفتین از مکانیک نیوتونی بدست میاد ، زاویه برحسب رادیانه ؟

بله بر حسب رادیانه
البته باید چندجا از بسط تیلور استفاده کنی .
اگر می خواهی رابطه اش رو بدست بیاری فوتون رو مثل یک ذره در نظر بگیر که از فاصله بی نهایت به سمت جرم مورد نظر حرکت می کنه و توی یک مدار هزلولی قرار داره . (چرا؟)

[solh]

بله بر حسب رادیانه
البته باید چندجا از بسط تیلور استفاده کنی .
اگر می خواهی رابطه اش رو بدست بیاری فوتون رو مثل یک ذره در نظر بگیر که از فاصله بی نهایت به سمت جرم مورد نظر حرکت می کنه و توی یک مدار هزلولی قرار داره . (چرا؟)

به خاطر انرژی مثبتش دیگه ،درسته ؟ جرم نداره ، و فقط سرعت تاثیر میذاره . ممنون

[lllll l lll lll l l ll]

ضمن تشکر بسیاااااااااااااااار از دوستان

در این پست گفتم که اگر مثلا یک خوشه مسیر مستقیم دید ما رو به کوازار مورد نظرمون مسدود کنه چه حالتی پیش میاد!

بعد هم آقای اکبرنیا مثال تصویریش رو گذاشتن(نعل اسب ایشتین) - مرسی-

الان اگر خوشهء میانی هم خط نباشه -خط متصل کننده زمین و کوازارمون- در اینصورت هست که دو خط نوری که از کوازار میرسن متقارن نمیشن و به نظر میرسه از فواصل مختلف اومدن و دو تصویر تشکیل میشه!



ولی چون فاصلهء دو تصویر تشکیل شده از هم زیاده با تقریب خوبی میشه شعاع و توزیع جرم خوشهء میانی رو در نظر گرفت و با کمک یکی از تصویر ها و استفاده از اطلاعات هندسی ساده (فاصلهء خوشه و تصویر های تشکیل شده و همینطور جرم خوشه) میشه فاصلهء واقعی کوزار رو تخمین زد و این خیلی خوبه چون در تصاویر فراژرف میشه تخمینی از عمر عالم بدست آورد....

خب میتونید اینجا رو هم ببینید.



این تصویری از یکی از سنگین ترین خوشه های کهکشانیه. تریلیون ستاره و ماده تاریک این خوشه باعث شدن که این جرم مثله یک لنز با عرض دومیلیون سال نوری عمل کنه و نور کهکشان پست سری رو خم و بزرگ کنه

الان میشه راجع به انواع عدسی های گرانشی-البته دوستمون shariatzadeh اشاره کردن- و یا کاربردهای این تصاویر همگرا شده صحبت کرد

[Sunrise]

خب بد نیست این تاپیک بالا بیاد

یکی از تصاویر جالب و منحصر به فرد در این بحث، تصویری هست که به صلیب انیشتن معروف شده.

این تصویر یک کوازار در فاصله ی تقریبی 8 میلیارد سال نوری از زمین هست که توسط یک کهکشان به فاصله حدودا 400 میلیون سال نوری از زمین به این صورت درآمده و ما شاهد چهار تصویر حول عدسی مرکزی هستیم. در واقع کاربرد این نوع از لنزینگ در بزرگ نمایی و تقویت کردن تصاویر عمق کیهان هست که باعث می شوند اجرام خیلی کم نور، روشن تر و بزرگ تر به نظر برسن و در نتیجه مطالعه برروی آن‌ها ساده تر بشه!

[Astronomy]

یه سوال
الان مگه نور از همه طرف خم نمیشه؟
پس چرا فقط از این چهار طرف دیده میشه؟
و یه چیز دیگه
از اینکه تصویر کوازار موجود در سمت چپ کهکشان به مرکز کهکشان نزدیک تره میشه این نتایج رو گرفت؟
"کوازار از سمت چپ راستای دید ما دورتره "
یا
"مرکز جرم کهکشان به سمت راست نزدیک تره"

[Tahereh Ramezani]

با سلام


دیروز مطلبی را در کتاب " فلک را سقف " خواندم که گفتم خوب هست که در این تاپیک بیان کنم :


تنوع سراب های کیهانی بسیار جالب است . تصویر یک اختروش ممکن است در اثر همگرایی گرانشی به صورت یک حلقه دیده شود که آن را حلقه اینشتین می نامند . هنگامی هم که این حلقه کامل نیست آن را کمان می نامند . گاهی کهکشان های موجود در یک خوشه کهکشانی نیز تصویری از یک کهکشان یا اختروش دوردست به صورت یک کمان کوچک می سازند ، که در کنار کهکشان های همان خوشه دیده می شود . این پدیده را کمانک می نامند . اصطلاحا می گویند که کمانک در اثر پدیده میکروهمگرایی گرانشی تشکیل می شود ، و منظور این است که کل خوشه کهکشانی عامل این پدیده نیست ، بلکه یکی از ده هزار کهکشان موجود در آن ، که هر کدام گویی یک عدسی شناور در خوشه است .


منبع : کتاب فلک را سقف ، صفحه 55 ، پاراگراف دوم

[Sunrise]

یه سوال
الان مگه نور از همه طرف خم نمیشه؟
پس چرا فقط از این چهار طرف دیده میشه؟
و یه چیز دیگه
از اینکه تصویر کوازار موجود در سمت چپ کهکشان به مرکز کهکشان نزدیک تره میشه این نتایج رو گرفت؟
"کوازار از سمت چپ راستای دید ما دورتره "
یا
"مرکز جرم کهکشان به سمت راست نزدیک تره"

این شکل رو ببین :



ترجمه اش میکنم میذارم

منبع : اینجا

[shariatzadeh]

یه سوال
الان مگه نور از همه طرف خم نمیشه؟
پس چرا فقط از این چهار طرف دیده میشه؟
و یه چیز دیگه
از اینکه تصویر کوازار موجود در سمت چپ کهکشان به مرکز کهکشان نزدیک تره میشه این نتایج رو گرفت؟
"کوازار از سمت چپ راستای دید ما دورتره "
یا
"مرکز جرم کهکشان به سمت راست نزدیک تره"

به شکل زیر توجه کنید :

در این شکل Sیک منبع نوری است که در فاصله ای بسیار زیاد از ناظر قرار دارد .(ناظر در نقطه Oاست) . نور این منبع در مسیر خود از کنار جسم پر جرم Lمی گذرد و مسیرش منحرف می شود به گونه ای که ناظر مکان ظاهری منبع را در امتداد خطچین می بیند .

با توجه به شکل واین نکته که زوایای θ و β و φ بسیار کوچک هستند داریم :

همانطور که درقسمت های قبلی اشاره کردم
که M جرم جسم Lاست .

پس :

حال اگر زاویه βبرابر صفر باشد ، یعنی منبع و لنز گرانشی هر دو در یک خط قرار داشته باشند ،معادله بالا فقط یک جواب به صورت زیر دارد

که به آن شعاع انیشتین نیز می گویند ، که شعاع حلقه ای است که در این حالت تشکیل می شود .

اما اگر لنز ومنبع در یک خط نباشند معادله بالا دو جواب خواهد داشت که با جایگذاری مقدار شعاع انیشتین و حل معادله درجه 2 به مقادیر زیر می رسید :

که به وضوح با هم برابر نیستند و در دو طرف لنز قرار دارند .

ما در اینجا لنز ومنبع را نقطه ای فرض کردیم و محاسبات را در دو بعد انجام دادیم ، محاسبات پیچیده تر با در نظر گرفتن کره های هم دما در اطراف هسته مرکزی و انجام محاسبات در سه بعدباعث تولید سه تا پنج تصویر از منبع توسط لنز می شوند . مانند تصویر زیبایی که در بالا از کوازار Q2237+031در قرمز گرایی z=1.69 مشاهده می کنید که توسط یک کهکشان مارپیچی در قرمزگرایی z=0.04 همگرا شده و صلیب انیشتین را به وجود آورده است .