Гравитационо сочиво — разлика између измена

С Википедије, слободне енциклопедије
Интерактиван преглед историје
← Старија изменаНовија измена →
Садржај обрисан Садржај додат
ВизуелноВикитекст
Спашавам 2 извора и означавам 0 мртвим.) #IABot (v2.0.9.2
.
Ред 2: Ред 2:
[[Датотека: Black hole lensing web.gif|thumb|right|224px|Црна рупа која пролази преко Млечног пута изобличава његову слику]]
[[Датотека: Black hole lensing web.gif|thumb|right|224px|Црна рупа која пролази преко Млечног пута изобличава његову слику]]


'''Гравитационo сочиво''' представља [[Материја|материју]] која својим гравитационим [[Polje (fizika)|пољем]] савија [[простор]] и мења смер светлости која пролази у близини. Ефекат је аналоган ефекту сочива. То је једно од најзначајнијих предвиђања [[Алберт Ајнштајн|Ајнштајнове]] [[Општа теорија релативности|теорије опште релативности]] је да [[гравитација]] савија [[светлост]].<ref name="NYT-20150305-video">{{cite news |last1=Drakeford |first1=Jason |last2=Corum |first2=Jonathan |last3=Overbye |first3=Dennis |title=Einstein's Telescope - video (02:32) |url=https://www.nytimes.com/video/science/100000003552687/out-there-einsteins-telescope.html |date=March 5, 2015 |work=[[New York Times]] |access-date=December 27, 2015 }}</ref><ref name="NYT-20150305">{{cite news |last=Overbye |first=Dennis |author-link=Dennis Overbye |title=Astronomers Observe Supernova and Find They're Watching Reruns |url=https://www.nytimes.com/2015/03/06/science/astronomers-observe-supernova-and-find-theyre-watching-reruns.html |date=March 5, 2015 |work=[[New York Times]] |access-date=March 5, 2015 }}</ref> Тај ефекат је први пут демонстриран током потпуног [[Помрачење Сунца|помрачења Сунца]] 1919. године, када је примећено да су [[Звезда|звезде]] у близини [[Сунце|Сунца]] мало померене са својих уобичајених положаја - ефекат који је последица гравитационог привлачења Сунца док је светлост звезда пролазила близу.
'''Гравитационo сочиво''' представља [[Материја|материју]] која својим гравитационим [[Polje (fizika)|пољем]] савија [[простор]] и мења смер светлости која пролази у близини. Ефекат је аналоган ефекту сочива.


Једно од најзначајнијих предвиђања [[Алберт Ајнштајн|Ајнштајнове]] [[Општа теорија релативности|теорије опште релативности]] је да [[гравитација]] савија [[светлост]]. Тај ефекат је први пут демонстриран током потпуног [[Помрачење Сунца|помрачења Сунца]] 1919. године, када је примећено да су [[Звезда|звезде]] у близини [[Сунце|Сунца]] мало померене са својих уобичајених положаја - ефекат који је последица гравитационог привлачења Сунца док је светлост звезда пролазила близу. Тридесетих година Ајнштајн је предвидео да би расподела масе, која је попут [[Галаксија|галаксије]], могла да делује као гравитационо „сочиво“, не само савијајући светлост већ и искривљујући слике предмета који леже изван изван ње. Ако се неки објекат налази иза масивне галаксије, гледано са [[Земља|Земље]], расејана светлост може доћи до Земље дуж више од једне путање. Делујући попут сочива која фокусирају светлост дуж различитих путања, гравитација галаксије може учинити да објекат делује растегнуто или као да светлост долази из више објеката, а не из једног предмета. Светлост објекта може се чак проширити у прстен. Прва гравитациона сочива откривена су 1979. године, када су два [[квазар]]а откривена врло близу један другог на небу и са сличним растојањима и спектрима. Два квазара су заправо били исти објекат чија је светлост гравитационим утицајем галаксије која се умешала била подељена на два пута.<ref>{{Cite web|url=https://www.britannica.com/science/gravitational-lens|title=Gravitational lens {{!}} astronomy|website=Encyclopedia Britannica|language=en|access-date=2021-05-29}}</ref>
Тридесетих година Ајнштајн је предвидео да би расподела масе, која је попут [[Галаксија|галаксије]], могла да делује као гравитационо „сочиво“, не само савијајући светлост већ и искривљујући слике предмета који леже изван изван ње.<ref name="origin of the idea">{{Cite journal | arxiv=0704.0963 | author1=Tilman Sauer | title=Nova Geminorum 1912 and the Origin of the Idea of Gravitational Lensing | year=2008 | doi=10.1007/s00407-007-0008-4 | volume=62 | issue=1 | journal=Archive for History of Exact Sciences | pages=1–22| bibcode=2008AHES...62....1S | s2cid=17384823 }}</ref><ref name="Early History of Gravitational Lensing">{{cite web|url=http://www.nd.edu/~hps/turner.pdf|title=The Early History of Gravitational Lensing|first=Christina|last=Turner|date=February 14, 2006|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20080725085534/http://www.nd.edu/%7Ehps/turner.pdf|archive-date=July 25, 2008}}</ref><ref>{{cite book |title=General Relativity, Cosmology and Astrophysics: Perspectives 100 years after Einstein's stay in Prague |edition=illustrated |first1=Jiří |last1=Bičák |first2=Tomáš |last2=Ledvinka |publisher=Springer |year=2014 |isbn=9783319063492 |pages=49–50 |url=https://books.google.com/books?id=Ax0qBAAAQBAJ&pg=PA49}}</ref><ref name=":0" /> Ако се неки објекат налази иза масивне галаксије, гледано са [[Земља|Земље]], расејана светлост може доћи до Земље дуж више од једне путање. Делујући попут сочива која фокусирају светлост дуж различитих путања, гравитација галаксије може учинити да објекат делује растегнуто или као да светлост долази из више објеката, а не из једног предмета.<ref>{{cite book |title=A First Course in General Relativity |author1=Bernard F. Schutz |edition=illustrated, herdruk |publisher=Cambridge University Press |year=1985 |isbn=978-0-521-27703-7 |page=295 |url=https://books.google.com/books?id=qhDFuWbLlgQC}}</ref><ref>{{cite book |title=Relativity: Special, General, and Cosmological |author1=Wolfgang Rindler |edition=2nd |publisher=OUP Oxford |year=2006 |isbn=978-0-19-152433-2 |page=21 |url=https://books.google.com/books?id=UQpREAAAQBAJ}} [https://books.google.com/books?id=UQpREAAAQBAJ&pg=PA21 Extract of page 21]</ref><ref>{{cite book |title=General Relativity And Relativistic Astrophysics - Proceedings Of The 4th Canadian Conference |author1=Gabor Kunstatter |author2=Jeffrey G Williams |author3=D E Vincent |edition= |publisher=World Scientific |year=1992 |isbn=978-981-4554-87-9 |page=100 |url=https://books.google.com/books?id=ukJBDwAAQBAJ}} [https://books.google.com/books?id=ukJBDwAAQBAJ&pg=PA100 Extract of page 100]</ref><ref>{{cite book |title=The Evolving Universe and the Origin of Life: The Search for Our Cosmic Roots |author1=Pekka Teerikorpi |author2=Mauri Valtonen |author3=K. Lehto |author4=Harry Lehto |author5=Gene Byrd |author6=Arthur Chernin |edition=illustrated |publisher=Springer Science & Business Media |year=2008 |isbn=978-0-387-09534-9 |page=165 |url=https://books.google.com/books?id=sNmtKZnUg-sC}} [https://books.google.com/books?id=sNmtKZnUg-sC&pg=PA165 Extract of page 165]</ref> Светлост објекта може се чак проширити у прстен. Прва гравитациона сочива откривена су 1979. године, када су два [[квазар]]а откривена врло близу један другог на небу и са сличним растојањима и спектрима. Два квазара су заправо били исти објекат чија је светлост гравитационим утицајем галаксије која се умешала била подељена на два пута.<ref>{{Cite web|url=https://www.britannica.com/science/gravitational-lens|title=Gravitational lens {{!}} astronomy|website=Encyclopedia Britannica|language=en|access-date=2021-05-29}}</ref>


== Историја ==
== Историја ==
{{rut}}
[[Henry Cavendish]] in 1784 (in an unpublished manuscript) and [[Johann Georg von Soldner]] in 1801 (published in 1804) had pointed out that Newtonian gravity predicts that starlight will bend around a massive object<ref>{{Cite journal |author=Soldner, J. G. V. |date=1804 |title=On the deflection of a light ray from its rectilinear motion, by the attraction of a celestial body at which it nearly passes by |journal=Berliner Astronomisches Jahrbuch |pages =161–172|title-link=s:Translation:On the Deflection of a Light Ray from its Rectilinear Motion }}</ref> as had already been supposed by [[Isaac Newton]] in 1704 in his ''[[The Queries|Queries]]'' No.1 in his book ''[[Opticks]]''.<ref name=Opticks>{{cite book|last=Newton|first=Isaac|author-link=Isaac Newton |title=Opticks: or, a treatise of the reflexions, refractions, inflexions and colours of light. Also two treatises of the species and magnitude of curvilinear figures.|date=1998|publisher=Octavo|location=Palo Alto, Calif.|isbn=978-1-891788-04-8|edition=Octavo |others=Commentary by Nicholas Humez}} (''Opticks'' was originally published in 1704).</ref> The same value as Soldner's was calculated by Einstein in 1911 based on the [[equivalence principle]] alone.<ref name="Schneider, Peter; Ehlers, Jürgen; Falco, Emilio E. 1992">{{cite book |author1=Schneider, Peter |title=Gravitational Lenses |author2=Ehlers, Jürgen |author3=Falco, Emilio E. |date=1992 |publisher=Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York Press |isbn=978-3-540-97070-5}}</ref><ref>{{cite book | title = The Galactic Supermassive Black Hole | author = Melia, Fulvio | author-link = Fulvio Melia | publisher = Princeton University Press | date = 2007 | isbn = 978-0-691-13129-0 | pages = 255–256}}</ref> However, Einstein noted in 1915, in the process of completing general relativity, that his (and thus Soldner's) 1911-result is only half of the correct value. Einstein became the first to calculate the correct value for light bending.<ref>{{Cite journal |author=Will, C.M.|date=2006 |title=The Confrontation between General Relativity and Experiment |journal=Living Reviews in Relativity |volume =9 |issue=1 |page=39 |doi=10.12942/lrr-2006-3|arxiv = gr-qc/0510072 |bibcode = 2006LRR.....9....3W |pmid=28179873 |pmc=5256066 }}</ref>

Овај ефекат први пут је експериментално истраживао [[1919]]. године тим британских астронома под вођством [[Артур Едингтон|Артура Едингтона]]. Они су посматрали помрачење Сунца у нади да ће видети звезду, која се у то време налазила иза Сунца. Показали су да гравитационо поље Сунца закривљује путању светлости у складу са теоријским предвиђањима [[Алберт Ајнштајн|Ајнштајнове]] Опште теорије релативности. Тиме је било експериментално доказано закривљавање путање светлости у гравитационом пољу.
Овај ефекат први пут је експериментално истраживао [[1919]]. године тим британских астронома под вођством [[Артур Едингтон|Артура Едингтона]]. Они су посматрали помрачење Сунца у нади да ће видети звезду, која се у то време налазила иза Сунца. Показали су да гравитационо поље Сунца закривљује путању светлости у складу са теоријским предвиђањима [[Алберт Ајнштајн|Ајнштајнове]] Опште теорије релативности. Тиме је било експериментално доказано закривљавање путање светлости у гравитационом пољу.


Ред 23: Ред 26:


== Галерија ==
== Галерија ==
<gallery widths="250px" heights="180px">
<gallery widths="250px" heights="180px" mode=packed-hover>
Датотека:Light deflection.png|Угао скретања светлости у зависности од нормалног растојања тежишта тела и правца светлости
Датотека:Light deflection.png|Угао скретања светлости у зависности од нормалног растојања тежишта тела и правца светлости
Датотека:1919 eclipse positive.jpg|Помрачење Сунца 1919. године
Датотека:1919 eclipse positive.jpg|Помрачење Сунца 1919. године
Ред 32: Ред 35:


== Референце ==
== Референце ==
{{reflist}}
{{reflist|refs=
<ref name=":0">{{Cite web|url=http://www.einstein-online.info/spotlights/grav_lensing_history|title=A brief history of gravitational lensing — Einstein Online|website=www.einstein-online.info|access-date=2016-06-29|archive-url=https://web.archive.org/web/20160701154224/http://www.einstein-online.info/spotlights/grav_lensing_history|archive-date=2016-07-01|url-status=dead}}</ref>

}}


== Литература ==
== Литература ==

Верзија на датум 27. мај 2023. у 09:35

Црна рупа која пролази преко Млечног пута изобличава његову слику

Гравитационo сочиво представља материју која својим гравитационим пољем савија простор и мења смер светлости која пролази у близини. Ефекат је аналоган ефекту сочива. То је једно од најзначајнијих предвиђања Ајнштајнове теорије опште релативности је да гравитација савија светлост.[1][2] Тај ефекат је први пут демонстриран током потпуног помрачења Сунца 1919. године, када је примећено да су звезде у близини Сунца мало померене са својих уобичајених положаја - ефекат који је последица гравитационог привлачења Сунца док је светлост звезда пролазила близу.

Тридесетих година Ајнштајн је предвидео да би расподела масе, која је попут галаксије, могла да делује као гравитационо „сочиво“, не само савијајући светлост већ и искривљујући слике предмета који леже изван изван ње.[3][4][5][6] Ако се неки објекат налази иза масивне галаксије, гледано са Земље, расејана светлост може доћи до Земље дуж више од једне путање. Делујући попут сочива која фокусирају светлост дуж различитих путања, гравитација галаксије може учинити да објекат делује растегнуто или као да светлост долази из више објеката, а не из једног предмета.[7][8][9][10] Светлост објекта може се чак проширити у прстен. Прва гравитациона сочива откривена су 1979. године, када су два квазара откривена врло близу један другог на небу и са сличним растојањима и спектрима. Два квазара су заправо били исти објекат чија је светлост гравитационим утицајем галаксије која се умешала била подељена на два пута.[11]

Историја

Henry Cavendish in 1784 (in an unpublished manuscript) and Johann Georg von Soldner in 1801 (published in 1804) had pointed out that Newtonian gravity predicts that starlight will bend around a massive object[12] as had already been supposed by Isaac Newton in 1704 in his Queries No.1 in his book Opticks.[13] The same value as Soldner's was calculated by Einstein in 1911 based on the equivalence principle alone.[14][15] However, Einstein noted in 1915, in the process of completing general relativity, that his (and thus Soldner's) 1911-result is only half of the correct value. Einstein became the first to calculate the correct value for light bending.[16]

Овај ефекат први пут је експериментално истраживао 1919. године тим британских астронома под вођством Артура Едингтона. Они су посматрали помрачење Сунца у нади да ће видети звезду, која се у то време налазила иза Сунца. Показали су да гравитационо поље Сунца закривљује путању светлости у складу са теоријским предвиђањима Ајнштајнове Опште теорије релативности. Тиме је било експериментално доказано закривљавање путање светлости у гравитационом пољу.

Међутим, прво гравитационо сочиво су тек 1979. године открили Денис Валш, Боб Карсвел и Рајан Вејман користећи телескоп Кит Пик Националне Обсерваторије. Они су приметили два идентична тела која су личила на квазаре међусобно удаљене мање од једне лучне секунде. То тело је касније постало познато као Квазари близанци (Twin QSO).

Опис

У гравитационом пољу које потиче из објекта масе светлост скреће под углом одређеним формулом:

, где представља универзалну гравитациону константу, нормално растојање између тежишта тела и правца светлости, на које гравитационо поље делује, док је брзина светлости у вакууму. Према углу скретања изобличења су поедељена у три групе:

  1. веома јака изобличења - јављају се у присустбу веома масивног тела (црне рупе или галаксије), а када су услови повољни могу се јавити тзв. Ајнштајнови прстенови и крстови.
  2. слаба изобличења - тешко су видљива. Најчешће настају услед присуства тамне материје у међугалактичном простору.
  3. Микроизобличења - тешко се дектетују, а угао скретања мањи је од једне лучне секунде.

Галерија

  • Угао скретања светлости у зависности од нормалног растојања тежишта тела и правца светлости
    Угао скретања светлости у зависности од нормалног растојања тежишта тела и правца светлости
  • Помрачење Сунца 1919. године
    Помрачење Сунца 1919. године
  • Ајнштајнов крст
    Ајнштајнов крст
  • Пример слабог гравитационог сочива настало услед гравитационог деловања тамне материје
    Пример слабог гравитационог сочива настало услед гравитационог деловања тамне материје
  • Ајнштајнов прстен
    Ајнштајнов прстен

Референце

  1. ^ Drakeford, Jason; Corum, Jonathan; Overbye, Dennis (5. 3. 2015). „Einstein's Telescope - video (02:32)”. New York Times. Приступљено 27. 12. 2015. 
  2. ^ Overbye, Dennis (5. 3. 2015). „Astronomers Observe Supernova and Find They're Watching Reruns”. New York Times. Приступљено 5. 3. 2015. 
  3. ^ Tilman Sauer (2008). „Nova Geminorum 1912 and the Origin of the Idea of Gravitational Lensing”. Archive for History of Exact Sciences. 62 (1): 1—22. Bibcode:2008AHES...62....1S. S2CID 17384823. arXiv:0704.0963 Слободан приступ. doi:10.1007/s00407-007-0008-4. 
  4. ^ Turner, Christina (14. 2. 2006). „The Early History of Gravitational Lensing” (PDF). Архивирано из оригинала (PDF) 25. 7. 2008. г. 
  5. ^ Bičák, Jiří; Ledvinka, Tomáš (2014). General Relativity, Cosmology and Astrophysics: Perspectives 100 years after Einstein's stay in Prague (illustrated изд.). Springer. стр. 49—50. ISBN 9783319063492. 
  6. ^ „A brief history of gravitational lensing — Einstein Online”. www.einstein-online.info. Архивирано из оригинала 2016-07-01. г. Приступљено 2016-06-29. 
  7. ^ Bernard F. Schutz (1985). A First Course in General Relativity (illustrated, herdruk изд.). Cambridge University Press. стр. 295. ISBN 978-0-521-27703-7. 
  8. ^ Wolfgang Rindler (2006). Relativity: Special, General, and Cosmological (2nd изд.). OUP Oxford. стр. 21. ISBN 978-0-19-152433-2.  Extract of page 21
  9. ^ Gabor Kunstatter; Jeffrey G Williams; D E Vincent (1992). General Relativity And Relativistic Astrophysics - Proceedings Of The 4th Canadian Conference. World Scientific. стр. 100. ISBN 978-981-4554-87-9.  Extract of page 100
  10. ^ Pekka Teerikorpi; Mauri Valtonen; K. Lehto; Harry Lehto; Gene Byrd; Arthur Chernin (2008). The Evolving Universe and the Origin of Life: The Search for Our Cosmic Roots (illustrated изд.). Springer Science & Business Media. стр. 165. ISBN 978-0-387-09534-9.  Extract of page 165
  11. ^ „Gravitational lens | astronomy”. Encyclopedia Britannica (на језику: енглески). Приступљено 2021-05-29. 
  12. ^ Soldner, J. G. V. (1804). „On the deflection of a light ray from its rectilinear motion, by the attraction of a celestial body at which it nearly passes by”. Berliner Astronomisches Jahrbuch: 161—172. 
  13. ^ Newton, Isaac (1998). Opticks: or, a treatise of the reflexions, refractions, inflexions and colours of light. Also two treatises of the species and magnitude of curvilinear figures. Commentary by Nicholas Humez (Octavo изд.). Palo Alto, Calif.: Octavo. ISBN 978-1-891788-04-8.  (Opticks was originally published in 1704).
  14. ^ Schneider, Peter; Ehlers, Jürgen; Falco, Emilio E. (1992). Gravitational Lenses. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York Press. ISBN 978-3-540-97070-5. 
  15. ^ Melia, Fulvio (2007). The Galactic Supermassive Black Hole. Princeton University Press. стр. 255—256. ISBN 978-0-691-13129-0. 
  16. ^ Will, C.M. (2006). „The Confrontation between General Relativity and Experiment”. Living Reviews in Relativity. 9 (1): 39. Bibcode:2006LRR.....9....3W. PMC 5256066 Слободан приступ. PMID 28179873. arXiv:gr-qc/0510072 Слободан приступ. doi:10.12942/lrr-2006-3. 

Литература

Спољашње везе

Гравитационо сочиво на Викимедијиној остави.
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Гравитационо_сочиво&oldid=25758356”