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【astromana天文酷图】

【信息来源日期：2017年10月27日】
什么是引力透镜？
引力透镜是远距离光源和观测者之间的物质分布（如星系团），当光线向观测者传播时，引力透镜能够使来自光源的光线弯曲。这种效应被称为引力透镜效应，弯曲量是阿尔伯特·爱因斯坦广义相对论的预测之一。
这幅图显示了引力透镜的工作原理。一个大星系团的引力是如此强大，它使其背后遥远星系的光线弯曲、变亮和扭曲；事实上，遥远的星系远得多，也小得多。资料来源：NASA、ESA、L.Calcada
有三类引力透镜：
1°强透镜：容易看到变形的地方，如爱因斯坦环、圆弧和多重图像的形成。
爱因斯坦戒指。来源：NASA/ESA和哈勃
2°弱透镜：背景光源的失真要小得多，只能通过以统计方式分析大量光源来检测，以发现只有百分之几的相干失真。透镜在统计上显示为背景物体垂直于透镜中心方向的优选拉伸。通过测量大量遥远星系的形状和方向，可以对它们的方向进行平均，以测量任何区域中透镜场的剪切。反过来，这可以用来重建该区域的质量分布：特别是，可以重建暗物质的背景分布。由于星系本质上是椭圆的，而且微弱的引力透镜信号很小，所以在这些测量中必须使用大量的星系。
前景星系团质量对背景星系形状的影响。左上面板显示（投影到天空平面上）星团成员（黄色）和背景星系（白色）的形状，忽略了弱透镜的影响。右下面板显示了相同的场景，但包括透镜的效果。中间的面板显示了星团和源星系相对于观测者的位置的三维表示。注意，背景星系似乎在星团周围呈切线延伸。
3°微透镜：在这种情况下，可以看到形状上的变形，但从背景物体接收的光量会随时间变化。在一个典型的例子中，透镜物体可能是银河系中的恒星，背景源是遥远星系中的恒星；在另一个例子中，可能是更遥远的类星体。这种影响很小，以至于（在强透镜的情况下）即使是一个质量超过太阳1000亿倍的星系，也会产生多幅图像，只相隔几弧秒。星系团可以产生几弧分的分离。在这两种情况下，星系和源都非常遥远，距离我们的星系有数百兆秒差距。
引力透镜对各种电磁辐射都有同等作用，而不仅仅是可见光。弱透镜效应正在宇宙微波背景和星系调查中进行研究。在无线电和x射线系统中也观察到了强透镜。如果强透镜产生多幅图像，则两条路径之间会有相对的时间延迟：即，在一幅图像中，透镜物体将先于另一幅图像被观察到。
当一颗系外行星从一颗更遥远的恒星前面经过时，它的重力会导致星光的轨迹发生弯曲，在某些情况下，会导致望远镜看到的背景恒星短暂变亮。艺术概念说明了这种效果。这种引力微透镜现象使科学家能够寻找距离太远、太暗而无法用其他方式探测的系外行星。派尔牌手表
时空曲率的解释
模拟黑洞引力透镜：Earther
在广义相对论中，光遵循时空的曲率，因此当光通过一个大质量物体时，它是弯曲的。这意味着，来自另一侧物体的光将像普通透镜一样，向观察者的眼睛弯曲。在广义相对论中，光速取决于重力势（也称为度量），这种弯曲可以被视为光沿着光速梯度行进的结果。光线是未来、类太空和过去区域之间的边界。引力可以被视为背景曲线几何中未受干扰物体的运动，也可以被看作是平面几何中物体对力的响应。
一个与超新星（超新星PS1-10afx）完美对齐的星系就像一个宇宙放大镜，使它看起来比我们的太阳还要耀眼1000亿倍。图片来源：Anupreeta More/Kavli IPMU。
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来源：tumblr
出处：astromana
翻译：baidu*

*：此为机器翻译且未人工审核，可能有不通顺的地方。
发布时间：2023年02月15日00时59分46秒