دنیای فیزیک

کد لینک منبع هنگام کپی مطلب

عدسی گرانشی چیست؟ - فیزیک یعنی زندگی
X
تبلیغات
پیکوفایل
رایتل

فیزیک یعنی زندگی

اسلایدر

>

عدسی گرانشی چیست؟

نظریه پردازان که کشف انیشتین را مبنای پژوهش خود قرار دادند در همین اواخر به این نتیجه رسیدند که اجسام فوق العاده سنگین ( به ویژه سیاهچاله های بسیار سنگین ) نه فقط پرتوهای نور را منحرف می‌کنند، بلکه آنها را متمرکز نیز می‌نمایند و بدین ترتیب نقش آن چیزی که «عدسی گرانشی» نامیده می‌شود را ایفا می‌کنند.

 

مثال واقعی عدسی گرانشی


اگر دو ستاره بر روی یک خط دید قرار داشته باشند. یعنی یکی نزدیک به ناظر و دیگری دورتر باشد. در آن صورت میدان گرانشی ستاره نزدیک‌تر ممکن است نور ستاره دورتر را متمرکز نماید که در نتیجه آن درخشندگی ستاره نزدیک‌تر بسیار شدید‌تر می‌شود. 





ایجاد تصویر با عدسی گرانشی


فرض کنید جسم سنگین فشرده‌ای همانند سیاهچاله بزرگ  یا یک کهکشان بین جسم فضایی خاصی نظیر اخترنما  در زمین  قرار گرفته باشد. پرتوهای نور اخترنما که در امتداد خط مستقیمی حرکت می کنند یک تصویر عادی از این جسم را ایجاد می کنند. وجود جسم سنگینی که بین راه قرار دارد تصویر را به طور قابل توجهی تغییر می‌دهد. پرتوهای نور تحت تأثیر میدان گرانشی قوی منحرف می‌شود و ناظر اخترنما را در حمل عادی‌اش نمی‌بیند.

آنچه ناظر مشاهده می‌نماید، پرتوهای نوری هستند که از چپ و راست به دور عدسی‌های گرانشی می‌چرخند و این چرخش به چرخش آب در هنگامی که مانعی بر سر راهش قرار دارد شباهت دارد و آن نه تنها یک تصویر (اولیه) ، بلکه دو تصویر خیالی (ثانویه) را که کمی از هم فاصله دارند ایجاد می‌نماید. تصاویر ثانویه بر روی خط مماس بر پرتوهای نور خم شده که ناظر دریافت می‌کند قرار دارند. به بیان دیگر ، ماهیت فیزیکی این پدیده شبیه آن چیزی است که در شرایط زمینی موجب ایجاد سراب در فضای باز می‌گردد. به طور نظری ثابت شده ، تصاویر پیچیده و چند گانه با توجه به موقعیت‌های نسبی جسم مورد مطالعه ، عدسیهای گرانشی و ناظر زمینی ایجاد می‌گردد. 

آیا اخترنمای مضاعفی یک جسم واقعی است؟

در مورد اخترنمای مضاعفی که در صورت فلکی دب اکبر  کشف شده امکان اینکه یک جسم واقعی است یا اینکه در اثر خطای دید پدید می‌آید جای بحث می‌باشد، بر اساس محاسبات پرتوهای نوری که پس از تجزیه بوسیله عدسیهای گرانشی تصویر مضاعف را ایجاد می‌کنند، باید فواصل مختلفی را تا ناظر بپیمایند. یعنی اینکه یکی از آنها کمی دیرتر از دیگری به سطح زمین خواهد رسید. تاخیر پرتوهای فوری که به دور عدسی گرانشی می‌چرخند نیز بر مبنای یکی از فرضیات نظریه نسبیت عام ، کند شدن زمانی در میدان‌های گرانشی قوی توضیح داده می‌شود. در مورد عدسی‌های گرانشی این تاخیر موجب ترمز اضافی علائم الکترومغناطیسی می‌گردد.

اگر جسم دوتایی مورد بحث واقعا یک خطا باشد، آنگاه تمام تغییراتی که در یکی از اجزای آن رخ می‌دهد، باید در دیگری نیز به ترتیب دقیقی و در فواصل زمانی مشخص تکرار گردد. اگر تمام تغییرات مشاهده شده پس از گذشت همان مدت دوباره اتفاق بیافتد. فرضیه مربوط به تجزیه پرتوهای نور و پیدایش سرابهای فضایی دلیل معتبری را به نفع خود کسب می‌نماید.

رصدهایی که در سال 1980 به وسیله دوربین نجومی شش متری رصد خانه فیزیک روسیه  به عمل آمد نشان داد که درخشندگی جزء A به تدریج ضعیف می‌شود و درخشندگی جزء B افزایش می‌یابد. به علاوه ثابت شد که تغییرات مشابهی را می‌توان در ناحیه موج رادیویی و فرابنفش  کشف نمود. ظاهرا این نکته حاکی از دوتایی بودن اخترنما در اثر خطای دید  است. 

مقایسه عدسی گرانشی با عدسیهای معمولی

نظریه پردازان بر این عقیده‌اند که عدسیهای معمولی دارای خواص غیر عادی می‌باشند. به عنوان مثال ، درخشندگی ظاهری جسم فضایی با افزایش فاصله بین عدسی و ناظر زیاد خواهد شد نه کم. به علاوه عدسی گرانشی دارای فاصله کانونی مشخصی نیست و در نتیجه این خاصیت ، پرتوهای نور در یک نقطه متمرکز نمی‌شوند. بلکه در سطح مخروطی که کمترین فاصله را از عدسی دارد شروع می‌شوند و تا بی نهایت امتداد می‌یابند. ناظری که خارج از چنین مخروطی قرار دارد فقط جسم واقعی را در امتداد واقعیش مشاهده می‌نماید. اگر ناظر در داخل مخروط باشد‌، حداقل سه تصویر از جسم رؤیت خواهد نمود. به علاوه اگر عدسی گرانشی دارای ساختمان خاصی باشد تعداد تصاویر پنج یا بیشتر می‌گردد. 

مشخصات عدسی گرانشی

  • از مشخصات قابل توجه عدسی‌های گرانشی این است که اثر آنها بر تابش الکترومغناطیسی به طول موج بستگی ندارد. یعنی آنها نور مرئی را مانند موج رادیویی، فرابنفش ، اشعه ایکس و اشعه گاما متمرکز و کانونی می‌نمایند.
  • یکی از امکانات حیرت آوری که بوسیله عدسیهای گرانشی (اگر وجود داشته باشند) فراهم می‌گردد، تعیین ثابت هابل است که میزان انبساط جهان را مشخص می‌سازد. محاسبه و تعیین ثابت هابل که میزان انبساط جهان را مشخص می‌سازد. رصدها نشان می‌دهند که سرعت دور شدن کهکشان‌ها از یکدیگر متناسب با فاصله بین آنهاست یا اگر بخواهیم این مطلب را به صورت دیگر بیان نماییم باید بگوییم که هر چه فاصله کهکشانها از زمین بیشتر باشد، با سرعت بیشتری دور می‌گردد.
  • ثابت هابل عبارتست از نسبت فاصله بین کهکشان‌های گروه محلی (که شامل کهکشان ما نیز می‌شود) و یک خوشه دورشونده از کهکشانها به سرعت دور شدن این خوشه که در دور دست قرار دارد. تعیین ثابت هابل به طور دقیق بسیار دشوار است. زیرا هیچ راهی برای تعیین دقیق فاصله کهکشانهای دوردست وجود ندارد. بنابراین جای تعجب نیست که چرا مقدار ثابت هابل چند بار اصلاح شده است؟
  • منبع : دانشنامه رشد.

نظرات (0)
نام :
ایمیل : [پنهان میماند]
وب/وبلاگ :
برای نمایش آواتار خود در این وبلاگ در سایت Gravatar.com ثبت نام کنید. (راهنما)