عدسة الجاذبية

جزء من سلسلة مقالات حول
عدسة الجاذبية
حلقة أينشتاين الشكلية العدسة القوية العدسة الصغيرة العدسة الضعيفة
أنظمة العدسات القوية أبيل 1689 أبيل 2218 CL0024+17 مجموعة رصاصات QSO2237+0305 SDSSJ0946+1006 B1359+154 اتصال 0957+561
استطلاعات الرأي قوي: الطبقة سلاكس سلامة وصحة المجتمع مايكرو: OGLE جايا ضعيفة: DLS بان ستارز CFHTLS ديس LSST فرقعة قدر
ف ت هـ

النسبية العامة
${\displaystyle G_{\mu \nu }+\Lambda g_{\mu \nu }={\kappa }T_{\mu \nu }}$
مقدمة تاريخ الخط الزمني الاختبارات صياغة رياضية
المفاهيم الأساسية مبدأ التكافؤ النسبية الخاصة خط العالم متعدد الشعب شبه الريماني
الظواهر مشكلة كيبلر عدسة الجاذبية انزياح الجاذبية نحو الأحمر تمدد الزمن الجاذبي الموجات الثقالية سحب الإطار التأثير الجيوديسي أفق الحدث التفرد ثقب أسود الزمكان مخططات الزمكان زمكان مينكوفسكي جسر أينشتاين-روزن
المعادلات الشكليات المعادلات الجاذبية الخطية معادلات مجال أينشتاين فريدمان الجيوديسيا ماتيسون-بابابيترو-ديكسون هاملتون-جاكوبي-أينشتاين الشكليات أدم رقم BSSN ما بعد نيوتن Advanced theory Kaluza–Klein theory Quantum gravity
Solutions Schwarzschild (interior) Reissner–Nordström Einstein–Rosen waves Wormhole Gödel Kerr Kerr–Newman Kerr–Newman–de Sitter Kasner Lemaître–Tolman Taub–NUT Milne Robertson–Walker Oppenheimer–Snyder pp-wave van Stockum dust Weyl−Lewis−Papapetrou Hartle–Thorne
Scientists Einstein Lorentz Hilbert Poincaré Schwarzschild de Sitter Reissner Nordström Weyl Eddington Friedmann Milne Zwicky Lemaître Oppenheimer Gödel Wheeler Robertson Bardeen Walker Kerr Chandrasekhar Ehlers Penrose Hawking Raychaudhuri Taylor Hulse van Stockum Taub Newman Yau Thorne others
Physics portal  Category
v t e

عدسة الجاذبية هي مادة، مثل مجموعة من المجرات أو جسيم نقطي ، تعمل على ثني الضوء القادم من مصدر بعيد أثناء انتقاله نحو مراقب. يتم وصف مقدار عدسة الجاذبية بواسطة نظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين . ^{[1] [2]} إذا تم التعامل مع الضوء كجسيمات تتحرك بسرعة الضوء ، فإن الفيزياء النيوتونية تتنبأ أيضًا بانحناء الضوء، ولكن نصف ما تنبأت به النسبية العامة فقط. ^{[3] [4] [5] [6]}

يُنسب عمومًا إلى أوريست خفولسون (1924) ^[7] وفرانتيسك لينك (1936) ^[8] كونهما أول من ناقش التأثير في المطبوعات، ولكنه يرتبط عادةً بأينشتاين، الذي أجرى حسابات غير منشورة عنه في عام 1912 ^[9] ونشر مقالاً حول هذا الموضوع في عام 1936. ^[10]

في عام 1937، افترض فريتز زويكي أن مجموعات المجرات يمكن أن تعمل كعدسات جاذبية، وهو ادعاء تم تأكيده في عام 1979 من خلال ملاحظة Twin QSO SBS 0957+561.

على عكس العدسة البصرية ، تنتج العدسة الجاذبية التي تشبه النقطة انحرافًا أقصى للضوء الذي يمر أقرب إلى مركزها، وحدًا أدنى للانحراف للضوء الذي يسافر أبعد ما يكون عن مركزها. وبالتالي، لا تحتوي العدسة الجاذبية على نقطة بؤرية واحدة ، بل خط بؤري. تم استخدام مصطلح "عدسة" في سياق انحراف الضوء الجاذبي لأول مرة من قبل أو. جيه لودج، الذي لاحظ أنه "لا يجوز القول إن المجال الجاذبي الشمسي يتصرف مثل العدسة، لأنه ليس له طول بؤري". ^[11] إذا كان المصدر (الضوء) والجسم العدسي الضخم والمراقب يقعون في خط مستقيم، فسيظهر مصدر الضوء الأصلي كحلقة حول الجسم العدسي الضخم (بشرط أن يكون للعدسة تناسق دائري). إذا كان هناك أي سوء محاذاة، سيرى المراقب مقطعًا قوسيًا بدلاً من ذلك.

تم ذكر هذه الظاهرة لأول مرة في عام 1924 من قبل الفيزيائي سانت بطرسبرغ أوريست خفولسون ، ^{[12] وقام} ألبرت أينشتاين بقياسها كميًا في عام 1936. وعادةً ما يشار إليها في الأدبيات باسم حلقة أينشتاين ، حيث لم يهتم خفولسون بتدفق أو نصف قطر صورة الحلقة. والأكثر شيوعًا، عندما تكون كتلة العدسة معقدة (مثل مجموعة أو عنقود مجرات ) ولا تسبب تشوهًا كرويًا للزمكان، فإن المصدر يشبه الأقواس الجزئية المنتشرة حول العدسة. قد يرى المراقب بعد ذلك صورًا مشوهة متعددة لنفس المصدر؛ ويعتمد عدد وشكل هذه الصور على المواضع النسبية للمصدر والعدسة والمراقب وشكل البئر الجاذبي لجسم العدسة.

هناك ثلاث فئات من العدسات الجاذبية: ^{[13] : 399–401  [14]}

عدسة قوية

حيث توجد تشوهات مرئية بسهولة مثل تكوين حلقات أينشتاين والأقواس والصور المتعددة. وعلى الرغم من اعتبارها "قوية"، فإن التأثير صغير نسبيًا بشكل عام، بحيث ستنتج حتى المجرة التي تزيد كتلتها عن 100 مليار مرة كتلة الشمس صورًا متعددة يفصل بينها بضع ثوانٍ قوسية فقط . يمكن أن تنتج مجموعات المجرات فواصل تبلغ عدة دقائق قوسية. في كلتا الحالتين تكون المجرات والمصادر بعيدة جدًا، مئات الميجابارسيك بعيدًا عن مجرتنا.

عدسة ضعيفة

حيث تكون تشوهات المصادر الخلفية أصغر بكثير ولا يمكن اكتشافها إلا من خلال تحليل عدد كبير من المصادر بطريقة إحصائية للعثور على تشوهات متماسكة بنسبة قليلة فقط. تظهر العدسة إحصائيًا كتمديد مفضل للأجسام الخلفية بشكل عمودي على الاتجاه إلى مركز العدسة. من خلال قياس أشكال واتجاهات عدد كبير من المجرات البعيدة، يمكن حساب متوسط ​​اتجاهاتها لقياس قص مجال العدسة في أي منطقة. يمكن استخدام هذا بدوره لإعادة بناء توزيع الكتلة في المنطقة: على وجه الخصوص، يمكن إعادة بناء توزيع الخلفية للمادة المظلمة . نظرًا لأن المجرات بيضاوية بطبيعتها وإشارة العدسة الجاذبية الضعيفة صغيرة، فيجب استخدام عدد كبير جدًا من المجرات في هذه المسوحات. يجب أن تتجنب مسوحات العدسات الضعيفة هذه بعناية عددًا من المصادر المهمة للخطأ المنهجي : يجب فهم الشكل الجوهري للمجرات، وميل دالة انتشار النقاط في الكاميرا إلى تشويه شكل المجرة وميل الرؤية الجوية إلى تشويه الصور، ويجب أخذها في الاعتبار بعناية. تعد نتائج هذه المسوحات مهمة لتقدير المعلمات الكونية، لفهم نموذج Lambda-CDM بشكل أفضل وتحسينه ، وتوفير فحص الاتساق على الملاحظات الكونية الأخرى. قد توفر أيضًا قيدًا مستقبليًا مهمًا على الطاقة المظلمة .

عدسة صغيرة

حيث لا يمكن رؤية أي تشوه في الشكل ولكن كمية الضوء المستلمة من جسم الخلفية تتغير بمرور الوقت. قد يكون الجسم العدسي عبارة عن نجوم في مجرة ​​درب التبانة في حالة نموذجية واحدة، مع كون مصدر الخلفية نجومًا في مجرة ​​بعيدة، أو في حالة أخرى، كوازار أكثر بعدًا . في الحالات القصوى، يمكن لنجم في مجرة ​​بعيدة أن يعمل كعدسة دقيقة ويكبر نجمًا آخر أبعد كثيرًا. كان أول مثال على ذلك هو النجم MACS J1149 Lensed Star 1 (المعروف أيضًا باسم Icarus)، وذلك بفضل الزيادة في التدفق بسبب تأثير العدسة الدقيقة.

تعمل العدسات الثقالية بشكل متساوٍ على جميع أنواع الإشعاع الكهرومغناطيسي ، وليس فقط الضوء المرئي، وكذلك في الإشعاع غير الكهرومغناطيسي، مثل الموجات الثقالية. تتم دراسة تأثيرات العدسات الضعيفة للخلفية الكونية للميكروويف بالإضافة إلى مسوحات المجرات . وقد لوحظت عدسات قوية في أنظمة الراديو والأشعة السينية أيضًا. إذا أنتجت عدسة قوية صورًا متعددة، فسيكون هناك تأخير زمني نسبي بين مسارين: أي أنه في صورة واحدة سيتم ملاحظة الجسم العدسي قبل الصورة الأخرى.

أشار هنري كافنديش في عام 1784 (في مخطوطة غير منشورة) ويوهان جورج فون سولدنر في عام 1801 (نُشرت في عام 1804) إلى أن جاذبية نيوتن تتنبأ بأن ضوء النجوم سينحني حول جسم ضخم ^[15] كما افترض بالفعل إسحاق نيوتن في عام 1704 في استفساراته رقم 1 في كتابه البصريات . ^[16] تم حساب نفس القيمة التي حصل عليها سولدنر بواسطة أينشتاين في عام 1911 بناءً على مبدأ التكافؤ وحده. ^{[13] : 3} ومع ذلك، لاحظ أينشتاين في عام 1915، أثناء عملية إكمال النسبية العامة، أن نتيجته (وبالتالي نتيجته لسولدنر) في عام 1911 هي نصف القيمة الصحيحة فقط. أصبح أينشتاين أول من حسب القيمة الصحيحة لانحناء الضوء. ^[17]

تم إجراء أول ملاحظة لانحراف الضوء من خلال ملاحظة التغيير في موضع النجوم أثناء مرورها بالقرب من الشمس على الكرة السماوية . تم إجراء الملاحظات في عام 1919 بواسطة آرثر إدينجتون وفرانك واتسون دايسون وزملائهما أثناء الكسوف الكلي للشمس في 29 مايو . ^[18] سمح الكسوف الشمسي بمراقبة النجوم القريبة من الشمس. تم إجراء الملاحظات في وقت واحد في مدينتي سوبرال وسيارا بالبرازيل وفي ساو تومي وبرينسيبي على الساحل الغربي لأفريقيا. ^[19] أظهرت الملاحظات أن الضوء المنبعث من النجوم المارة بالقرب من الشمس كان منحنيًا قليلاً، بحيث بدت النجوم خارج موضعها قليلاً. ^[20]

اعتبرت النتيجة خبرًا مذهلاً وتصدرت الصفحة الأولى لمعظم الصحف الكبرى. لقد جعلت أينشتاين ونظريته النسبية العامة مشهورة عالميًا. عندما سأله مساعده عن رد فعله إذا لم يؤكد إدينجتون وديسون النسبية العامة في عام 1919، قال أينشتاين "عندها سأشعر بالأسف على الرب العزيز. النظرية صحيحة على أي حال." ^[21] في عام 1912، تكهن أينشتاين بأن الراصد يمكنه رؤية صور متعددة لمصدر ضوء واحد، إذا انحرف الضوء حول كتلة. من شأن هذا التأثير أن يجعل الكتلة تعمل كنوع من العدسات الجاذبية. ومع ذلك، نظرًا لأنه لم يأخذ في الاعتبار سوى تأثير الانحراف حول نجم واحد، فقد بدا وكأنه استنتج أن الظاهرة من غير المرجح ملاحظتها في المستقبل المنظور لأن المحاذاة الضرورية بين النجوم والمراقب ستكون غير محتملة للغاية. تكهن العديد من الفيزيائيين الآخرين أيضًا بالعدسات الجاذبية، لكنهم جميعًا توصلوا إلى نفس النتيجة التي مفادها أنه سيكون من المستحيل تقريبًا ملاحظتها. ^[10]

على الرغم من أن أينشتاين أجرى حسابات غير منشورة حول هذا الموضوع، ^[9] فإن أول مناقشة للعدسة الجاذبية في المطبوعات كانت من قبل خفولسون، في مقال قصير يناقش "تأثير الهالة" للجاذبية عندما يكون المصدر والعدسة والمراقب في محاذاة شبه مثالية، ^[7] يشار إليها الآن باسم حلقة أينشتاين .

في عام 1936، وبعد إلحاح من رودي دبليو ماندل، نشر أينشتاين على مضض مقالاً قصيراً بعنوان "تأثير عدسة نجم على انحراف الضوء في المجال الجاذبي" في مجلة ساينس . ^[10]

في عام 1937، نظر فريتز زويكي لأول مرة في الحالة التي يمكن فيها للمجرات المكتشفة حديثًا (والتي كانت تسمى "السدم" في ذلك الوقت) أن تعمل كمصدر وعدسة، وأنه بسبب الكتلة والأحجام المعنية، كان من المرجح أن يتم ملاحظة التأثير. ^[22]

في عام 1963، أدرك يو. جي. كليموف، وس. ليبيس، وسجور ريفسدال بشكل مستقل أن النجوم الزائفة هي مصدر ضوء مثالي لتأثير العدسة الجاذبية. ^[23]

لم يتم اكتشاف أول عدسة جاذبية حتى عام 1979. وقد عُرفت باسم " Twin QSO " لأنها بدت في البداية وكأنها جسمين شبه نجميين متطابقين. (أُطلق عليها رسميًا اسم SBS 0957+561 ). اكتشف هذه العدسة الجاذبية دينيس والش وبوب كارسويل وراي ويمان باستخدام تلسكوب مرصد كيت بيك الوطني مقاس 2.1 متر . ^[24]

في ثمانينيات القرن العشرين، أدرك علماء الفلك أن الجمع بين أجهزة التصوير CCD وأجهزة الكمبيوتر من شأنه أن يسمح بقياس سطوع ملايين النجوم كل ليلة. وفي حقل كثيف، مثل مركز المجرة أو سحب ماجلان، من الممكن أن يتم العثور على العديد من أحداث العدسة الثقالية الدقيقة سنويًا. وقد أدى هذا إلى جهود مثل تجربة العدسة الثقالية البصرية ، أو OGLE، التي وصفت مئات من هذه الأحداث، بما في ذلك أحداث OGLE-2016-BLG-1190Lb و OGLE-2016-BLG-1195Lb .

تساءل نيوتن عما إذا كان الضوء، في هيئة جسيمات، سينحني بسبب الجاذبية. يشير التنبؤ النيوتوني لانحراف الضوء إلى مقدار الانحراف الذي قد تشعر به جسيم تحت تأثير الجاذبية، وبالتالي يجب قراءة "نيوتن" في هذا السياق على أنه يشير إلى الحسابات التالية وليس الاعتقاد الذي كان نيوتن يؤمن بصحة هذه الحسابات. ^[25]

بالنسبة لعدسة كتلة نقطة الجاذبية ذات الكتلة ، فإن جسيم الكتلة يشعر بقوة${\displaystyle M}$${\displaystyle m}$

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

أين يكون فصل العدسة عن الجسم. إذا ساوينا هذه القوة بقانون نيوتن الثاني ، يمكننا حل التسارع الذي يتعرض له الضوء: ${\displaystyle r}$

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

يتفاعل الضوء مع العدسة من الوقت الأولي إلى ، وتكون زيادة السرعة التي يتلقاها الجسم ${\displaystyle t=0}$${\displaystyle t}$

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

إذا افترضنا أن الضوء في البداية بعيد بما يكفي عن العدسة لإهمال الجاذبية، فإن المسافة العمودية بين مسار الضوء الأولي والعدسة هي b ( معامل التأثير )، والمسافة الموازية هي ، بحيث . نفترض أيضًا سرعة ثابتة للضوء على طول الاتجاه الموازي، ، وأن الضوء ينحرف بمقدار صغير فقط. بعد إدخال هذه الافتراضات في المعادلة أعلاه ومزيد من التبسيط، يمكن للمرء أن يحل زيادة السرعة في الاتجاه العمودي. وبالتالي فإن زاوية الانحراف بين مساري الجسم الأولي والنهائي هي (انظر، على سبيل المثال، M. Meneghetti 2021) ^[25]${\displaystyle r_{\parallel }}$${\displaystyle r^{2}=b^{2}+r_{\parallel }^{2}}$${\displaystyle dr_{\parallel }\approx c\,dt}$

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

على الرغم من أن هذه النتيجة تبدو وكأنها نصف التنبؤ من النسبية العامة، فإن الفيزياء الكلاسيكية تتنبأ بأن سرعة الضوء تعتمد على المراقب (انظر، على سبيل المثال، L. Susskind و A. Friedman 2018) ^[26] والتي حلت محلها سرعة الضوء العالمية في النسبية الخاصة . ${\displaystyle c}$

في النسبية العامة، يتبع الضوء انحناء الزمكان، وبالتالي عندما يمر الضوء حول جسم ضخم، فإنه ينحني. وهذا يعني أن الضوء من جسم على الجانب الآخر سوف ينحني نحو عين المراقب، تمامًا مثل العدسة العادية. في النسبية العامة، يعتمد مسار الضوء على شكل الفضاء (أي المقياس المتري). يمكن النظر إلى الجاذبية على أنها حركة الأجسام غير المضطربة في هندسة منحنية الخلفية أو بدلاً من ذلك كاستجابة للأجسام لقوة في هندسة مسطحة. زاوية الانحراف هي

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

نحو الكتلة M على مسافة r من الإشعاع المتأثر، حيث G هو الثابت الكوني للجاذبية ، و c هي سرعة الضوء في الفراغ.

نظرًا لأن نصف قطر شوارزشيلد يُعرَّف بأنه ، وتُعرَّف سرعة الإفلات بأنها ، فيمكن أيضًا التعبير عن ذلك في شكل بسيط على النحو التالي ${\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}$

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

لقد تم اكتشاف أغلب العدسات الثقالية في الماضي عن طريق الصدفة. فقد أدى البحث عن العدسات الثقالية في نصف الكرة الشمالي (مسح العدسات الكونية للسماء بالكامل، CLASS)، والذي تم إجراؤه بترددات الراديو باستخدام مجموعة كبيرة جدًا (VLA) في نيو مكسيكو، إلى اكتشاف 22 نظامًا جديدًا للعدسات، وهو إنجاز كبير. وقد فتح هذا طريقًا جديدًا تمامًا للأبحاث التي تتراوح من العثور على أجسام بعيدة جدًا إلى إيجاد قيم للمعلمات الكونية حتى نتمكن من فهم الكون بشكل أفضل.

إن إجراء بحث مماثل في نصف الكرة الجنوبي سيكون خطوة جيدة جدًا نحو استكمال البحث في نصف الكرة الشمالي بالإضافة إلى الحصول على أهداف أخرى للدراسة. وإذا تم إجراء مثل هذا البحث باستخدام أدوات وبيانات معايرة جيدًا ومُحسَّنة جيدًا، فيمكن توقع نتيجة مماثلة للمسح الشمالي. إن استخدام بيانات مسح تلسكوب أستراليا 20 جيجاهرتز (AT20G) التي تم جمعها باستخدام مجموعة تلسكوب أستراليا المدمجة (ATCA) من شأنه أن يكون بمثابة مجموعة من البيانات. ونظرًا لأن البيانات تم جمعها باستخدام نفس الأداة مع الحفاظ على جودة بيانات صارمة للغاية، فيجب أن نتوقع الحصول على نتائج جيدة من البحث. إن مسح AT20G هو مسح أعمى بتردد 20 جيجاهرتز في المجال الراديوي للطيف الكهرومغناطيسي. ونظرًا للتردد العالي المستخدم، تزداد فرص العثور على العدسات الجاذبية مع ارتفاع العدد النسبي للأجسام ذات النواة المدمجة (مثل الكوازارات) (سادلر وآخرون 2006). وهذا مهم لأن العدسات أسهل في الكشف عنها وتحديدها في الأجسام البسيطة مقارنة بالأجسام المعقدة فيها. يتضمن هذا البحث استخدام أساليب القياس التداخلي لتحديد المرشحين ومتابعتهم بدقة أعلى لتحديدهم. التفاصيل الكاملة للمشروع قيد العمل حاليًا للنشر.

لقد تم استخدام تقنيات العدسة الدقيقة للبحث عن كواكب خارج نظامنا الشمسي. وقد وجد تحليل إحصائي لحالات محددة من العدسة الدقيقة المرصودة خلال الفترة من 2002 إلى 2007 أن معظم النجوم في مجرة ​​درب التبانة تستضيف كوكبًا واحدًا على الأقل يدور في مدار يبعد عنا مسافة 0.5 إلى 10 وحدات فلكية. ^[28]

في عام 2009، تم استخدام عدسة الجاذبية الضعيفة لتوسيع علاقة الكتلة والأشعة السينية والسطوع إلى هياكل أقدم وأصغر مما كان ممكنًا في السابق لتحسين قياسات المجرات البعيدة. ^[29]

اعتبارًا من عام 2013، تم العثور ^[update]على أبعد مجرة ​​عدسة جاذبية، J1000+0221 ، باستخدام تلسكوب هابل الفضائي التابع لوكالة ناسا . ^{[30] [31]} وبينما تظل أبعد مجرة ​​عدسة رباعية الصور معروفة، فقد اكتشف فريق دولي من علماء الفلك لاحقًا مجرة ​​عدسة ثنائية الصور أكثر بعدًا باستخدام مزيج من التصوير والتحليل الطيفي لتلسكوب هابل الفضائي وتلسكوب كيك . نُشر اكتشاف وتحليل عدسة IRC 0218 في Astrophysical Journal Letters في 23 يونيو 2014. ^[32]

اكتشف بحث نُشر في 30 سبتمبر 2013 في النسخة الإلكترونية من Physical Review Letters ، بقيادة جامعة ماكجيل في مونتريال ، كيبيك ، كندا، الأنماط B ، التي تتشكل بسبب تأثير العدسة الجاذبية، باستخدام تلسكوب القطب الجنوبي التابع للمؤسسة الوطنية للعلوم وبمساعدة من مرصد هيرشل الفضائي. من شأن هذا الاكتشاف أن يفتح إمكانيات اختبار النظريات حول كيفية نشأة كوننا. ^{[33] [34]}

تنبأ ألبرت أينشتاين في عام 1936 بأن أشعة الضوء القادمة من نفس الاتجاه والتي تحيط بحواف الشمس سوف تتقارب إلى نقطة محورية تبعد حوالي 542 وحدة فلكية عن الشمس. ^[37] وبالتالي، فإن المسبار الموجود على هذه المسافة (أو أكبر) من الشمس يمكن أن يستخدم الشمس كعدسة جاذبية لتكبير الأجسام البعيدة على الجانب الآخر من الشمس. ^[38] يمكن أن يتحول موقع المسبار حسب الحاجة لاختيار أهداف مختلفة بالنسبة للشمس.

هذه المسافة تتجاوز بكثير قدرات التقدم والمعدات للمسبارات الفضائية مثل فوييجر 1 ، وتتجاوز الكواكب والكواكب القزمة المعروفة، على الرغم من أن 90377 سيدنا سيبتعد أكثر على مداره الإهليلجي للغاية على مدار آلاف السنين. أدى المكسب العالي للكشف المحتمل عن الإشارات من خلال هذه العدسة، مثل الموجات الدقيقة عند خط الهيدروجين 21 سم ، إلى اقتراح فرانك دريك في الأيام الأولى لـ SETI بأنه يمكن إرسال مسبار إلى هذه المسافة. تم اقتراح مسبار متعدد الأغراض SETISAIL ولاحقًا FOCAL لوكالة الفضاء الأوروبية في عام 1993، ولكن من المتوقع أن تكون مهمة صعبة. ^[39] إذا مر المسبار بـ 542 وحدة فلكية، فستستمر قدرات التكبير للعدسة في العمل على مسافات أبعد، حيث تمر الأشعة التي تصل إلى التركيز على مسافات أكبر بعيدًا عن تشوهات هالة الشمس. ^[40] قدم لانديس نقدًا لهذا المفهوم، ^[41] حيث ناقش قضايا مثل تداخل الهالة الشمسية، والتكبير العالي للهدف، مما سيجعل تصميم المستوى البؤري للمهمة صعبًا، وتحليل الانحراف الكروي المتأصل في العدسة.

في عام 2020، قدم الفيزيائي سلافا توريشيف من وكالة ناسا فكرته عن التصوير المباشر متعدد البكسل والتحليل الطيفي لكوكب خارج المجموعة الشمسية باستخدام عدسة الجاذبية الشمسية . يمكن للعدسة إعادة بناء صورة الكوكب الخارجي بدقة سطح تبلغ حوالي 25 كيلومترًا، وهو ما يكفي لرؤية سمات السطح وعلامات قابلية الحياة. ^[42]

وصف كايزر وسكويرز وبرودهيرست (1995)، ^[44] ولوبينو وكايزر (1997) ^[45] وهوكسترا وآخرون (1998) طريقة لعكس تأثيرات تشويه وقص دالة انتشار النقطة (PSF)، واستعادة مقدر القص غير الملوث بالتشوه المنهجي لدالة انتشار النقطة (PSF). هذه الطريقة (KSB+) هي الطريقة الأكثر استخدامًا في قياسات القص العدسي الضعيف. ^{[46] [47]}

المجرات لها دورانات وميلان عشوائيان. ونتيجة لذلك، يجب تحديد تأثيرات القص في العدسات الضعيفة من خلال التوجهات المفضلة إحصائيًا. يرجع المصدر الأساسي للخطأ في قياس العدسات إلى التفاف PSF مع الصورة العدسية. تقيس طريقة KSB إهليلجية صورة المجرة. يتناسب القص مع الإهليلجية. يتم تحديد معلمات الأشياء في الصور العدسية وفقًا لعزومها الرباعية المرجحة. للحصول على قطع ناقص مثالي، ترتبط لحظات الرباعية المرجحة بالإهليلجية المرجحة. تحسب طريقة KSB كيفية ارتباط مقياس الإهليلجية المرجحة بالقص وتستخدم نفس الصيغة لإزالة تأثيرات PSF. ^[48]

تتمثل المزايا الأساسية لـ KSB في سهولتها الحسابية وبساطة تنفيذها نسبيًا. ومع ذلك، فإن KSB يعتمد على افتراض أساسي مفاده أن PSF دائري مع تشوه متباين الخواص. وهذا افتراض معقول لمسوحات القص الكوني، ولكن الجيل التالي من المسوحات (على سبيل المثال LSST ) قد يحتاج إلى دقة أفضل بكثير مما يمكن أن توفره KSB.

• 
  مجرة قوس الشمس. ^[49]
• 
  الكوازار ذو العدسة الجاذبية. ^[50]
• 
  في SDSS J0952+3434، تمتلك المجرة ذات الشكل القوسي السفلي الشكل المميز للمجرة التي تعرضت لعدسة الجاذبية. ^[51]
• 
  ملتوية ومشوهة حول SDSS J1050+0017. ^[52]
• 
  كانت مجرة ​​SPT0615-JD موجودة عندما كان عمر الكون 500 مليون سنة فقط. ^[53]
• 
  عدسات الجاذبية الموجودة في بيانات مسح DESI Legacy ^[54]
• 
  عدسات الجاذبية الموجودة في بيانات مسح DESI Legacy ^[55]
• 
  تسمح ظاهرة العدسة برؤية ميزات صغيرة تصل إلى حوالي 100 سنة ضوئية أو أقل. ^[56]
• 
  نظرة تفصيلية على المستعر الأعظم من النوع Ia المتأثر بعدسات الجاذبية iPTF16geu. ^[57]
• 
  صورة "مبتسمة" لمجموعة مجرات (SDSS J1038+4849) والعدسات الجاذبية ( حلقة أينشتاين ) ( HST ). ^[58]
• 
  أبيل 1689 - تأثيرات العدسة الجاذبية الفعلية ( تلسكوب هابل الفضائي ).
• 
  توزيع المادة المظلمة - عدسة الجاذبية الضعيفة ( تلسكوب هابل الفضائي ).
• 
  تم اكتشاف عدسة الجاذبية عند انزياح أحمر z = 1.53. ^[59]
• 
  رسم توضيحي لعدسة الجاذبية (8 يناير 2020)
• 
  هابل يعرض جسم هاملتون
• 
  توضيح لعدسة الجاذبية ^[60]
• 
  المجرات البعيدة المكونة للنجوم والتي تم عدستها الجاذبية. ^[61]

• عدسة الغلاف الجوي الأرضي
• عدسة مجرية  – بنية المجرات
• صيغة العدسة الجاذبية  – نوع من الصيغةPages displaying wikidata descriptions as a fallback
• عدسة جاذبية قوية  - تأثير قوي بما يكفي لإنتاج صور متعددة أو أقواس أو حتى حلقات أينشتاينPages displaying wikidata descriptions as a fallback
  • صليب أينشتاين  – صورة عدسة جاذبية لكوازارPages displaying short descriptions of redirect targets
  • حلقة أينشتاين  – خاصية تظهر عندما يتأثر الضوء بجاذبية جسم ما
• عدسة الجاذبية الضعيفة  – انحراف الجاذبية للضوء دون إنشاء صور إضافية ملحوظةPages displaying wikidata descriptions as a fallback
• عدسة الجاذبية الدقيقة  – ظاهرة فلكية ناتجة عن تأثير عدسة الجاذبية
• SN Refsdal  – المستعر الأعظم الذي تم عدسته
• إقليدس (مركبة فضائية)  – مرصد فضائي أوروبي للأشعة المرئية والأشعة تحت الحمراء القريبة

• تشولسون، أو. (1924). "Über eine mögliche Form fiktiver Doppelsterne". Astronomische Nachrichten (في المانيا). 221 (20): 329-330. بيب كود :1924AN....221..329C. دوى :10.1002/asna.19242212003.
• أينشتاين، ألبرت (1936). "الفعل الشبيه بالعدسة لنجم بفعل انحراف الضوء في المجال الجاذبي". مجلة العلوم . 84 (2188): 506-507. رمز Bibcode :1936Sci....84..506E. doi :10.1126/science.84.2188.506. JSTOR  1663250. PMID  17769014. S2CID  38450435.
• رين، يورجن ؛ تيلمان ساور ؛ جون ستاتشيل (1997). "أصل العدسة الجاذبية: ملحق لورقة أينشتاين العلمية لعام 1936". مجلة العلوم . 275 (5297): 184-186. رمز المرجع : 1997Sci...275..184R. doi : 10.1126/science.275.5297.184. PMID  8985006. S2CID  43449111.

ملحوظات

فهرس

• " علماء الفيزياء الفلكية العرضيون محفوظون في 16 فبراير 2012 على موقع واي باك مشين ". أخبار العلوم، 13 يونيو 2008.
• " XFGLenses ". برنامج حاسوبي لتصور عدسات الجاذبية، فرانسيسكو فروتوس ألفارو
• " G-LenS ". محاكاة عدسة الجاذبية الكتلية النقطية، مارك بوغين.
• نيوبيري، بيت، " عدسة الجاذبية ". معهد الرياضيات التطبيقية، جامعة كولومبيا البريطانية.
• كوهين، ن.، "عدسة الجاذبية: وجهات نظر حول علم الكونيات الجديد"، وايلي وأبناؤه، 1988.
• " Q0957+561 عدسة الجاذبية ". Harvard.edu.
• بريدجز، أندرو، " اكتشاف أبعد جسم معروف في الكون ". أسوشيتد برس . 15 فبراير 2004. (اكتشاف أبعد مجرة ​​باستخدام عدسة الجاذبية باستخدام تلسكوب أبيل 2218 وتلسكوب هابل الفضائي).
• تحليل الشركات ... والكون مسار مهني غير عادي في عدسة الجاذبية.
• " صور تلسكوب هابل الفضائي للعدسات الجاذبية القوية ". مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية.
• " حدث عدسة صغرى كوكبية " و" كوكب بكتلة المشتري في حدث عدسة صغرى OGLE-2005-BLG-071 "، أول اكتشافات لكوكب خارج المجموعة الشمسية باستخدام عدسة صغرى.
• عدسة الجاذبية على arxiv.org
• الصفحة الرئيسية لفئة NRAO
• استطلاع AT20G
• حد حيود تأثير عدسة الجاذبية (بونتز، آر جيه وهاوجان، إم بي "الفيزياء الفلكية وعلوم الفضاء" المجلد 78، العدد 1، ص 199-210. أغسطس 1981)

قراءة إضافية

• بلاندفورد ونارايان؛ نارايان، ر (1992). "التطبيقات الكونية للعدسات الجاذبية". المجلة السنوية لعلم الفلك والفيزياء الفلكية . 30 (1): 311-358. رمز Bibcode :1992ARA&A..30..311B. doi :10.1146/annurev.aa.30.090192.001523.
• ماتياس بارتلمان؛ بيتر شنايدر (2000-08-17). "عدسة الجاذبية الضعيفة" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 2007-02-26. {{cite journal}}: تتطلب المجلة الاستشهاد بها |journal=( مساعدة )
• خافينسون، دميتري؛ نيومان، جينيفرا (يونيو-يوليو 2008). "من النظرية الأساسية في الجبر إلى الفيزياء الفلكية: مسار "متناغم"" (PDF) . إشعارات الجمعية الفلكية الأمريكية . 55 (6): 666-675. مؤرشف (PDF) من الأصل في 2008-09-07..
• بيترز، أرلي أو .؛ ​​ليفين، هارولد؛ وامبسجانس، جواكيم (2001). نظرية التفرد والعدسة الجاذبية. التقدم في الفيزياء الرياضية. المجلد 21. بيركهاوزر.
• أدوات لتقييم إمكانيات استخدام قياسات المنظر الطبيعي للمصادر التي تتأثر بعدسات الجاذبية (شتاين فيدار هاجفورز هاوجان، يونيو 2008)

• فيديو: إيفالين جيتس - تلسكوب أينشتاين: البحث عن المادة المظلمة والطاقة المظلمة في الكون أرشيف 2018-09-02 على موقع واي باك مشين ، عرض تقديمي في بورتلاند، أوريغون، في 19 أبريل 2009، من جولة الكتاب الأخيرة للمؤلف.
• الصوت: فريزر كين والدكتورة باميلا جاي – علم الفلك فريق العمل: العدسة الجاذبية، مايو 2007