เลนส์แรงโน้มถ่วงคืออะไร

เลนส์ความโน้มถ่วงเป็นปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ที่ตรวจพบเมื่อวัตถุขนาดใหญ่เช่นกระจุกกาแลคซีหรือหลุมดำโค้งแสงจากแหล่งกำเนิดแสงที่ห่างไกลมากเช่นควาซาร์ (กาแล็กซี่อายุน้อยและสว่าง) สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการแปรปรวนโน้มถ่วงของอวกาศ - เวลาแรกที่อธิบายโดย Albert Einstein ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขา มันเรียกว่าเลนส์ความโน้มถ่วงโดยการเปรียบเทียบกับเลนส์ทั่วไป ทั้งสองสามารถดัดแสงได้ แต่ในกรณีนี้กลไกแตกต่างกันมาก - แทนที่จะใช้แสงโค้งโดยใช้วัตถุโค้งในกรณีนี้เวลาอวกาศเองก็โค้ง

เลนส์ความโน้มถ่วงอาจทำให้ควาซาร์ไกลโพ้นปรากฏในตำแหน่งที่ไม่มีอยู่จริง เนื่องจากแสงนั้นโค้งงอในจุดศูนย์ถ่วงของวัตถุขนาดใหญ่ตำแหน่งที่เห็นได้ชัดจะเบี่ยงเบนจากตำแหน่งที่แท้จริง เลนส์ความโน้มถ่วงยังสามารถทำให้เกิดภาพควาซาร์หลายภาพให้ปรากฏบนท้องฟ้า - แสงนั้นโค้งงอกับวัตถุขนาดใหญ่ทั้งสองทิศทางจึงทำให้เกิดภาพหลายภาพ "Twin Quasar" Q0597 + 561 หรือที่รู้จักในชื่อ Old Faithful เป็นวัตถุที่ได้รับการยืนยันครั้งแรกที่ปรากฏบนท้องฟ้าสองครั้งเนื่องจากเอฟเฟกต์เลนส์ความโน้มถ่วง ภาพของควาซาร์แต่ละภาพแยกจากกันในท้องฟ้า 6 องศา แม้ว่า Fritz Zwicky ตั้งสมมติฐานว่ากระจุกกาแลคซีสามารถทำหน้าที่เป็นเลนส์ความโน้มถ่วงได้ในปี 1937 แต่ก็ไม่เป็นเช่นนั้นจนกระทั่งปี 1979 ที่ผลกระทบดังกล่าวได้รับการยืนยันจากการสังเกต

เลนส์ความโน้มถ่วงมีสามประเภท มีเลนส์ที่แข็งแกร่งซึ่งมองเห็นการบิดเบือนที่มองเห็นได้ง่ายเช่นแหวน Einstein, ภาพหลายภาพหรือโค้ง นี่คือเลนส์ความโน้มถ่วงที่หายากที่สุด จากนั้นก็มีเลนส์ที่ไม่แข็งแรงซึ่งสามารถค้นพบได้จากการวิเคราะห์ทางสถิติอย่างละเอียดของทุ่งนาและกาแลคซีเท่านั้น เลนส์รูปแบบนี้เผยให้เห็นว่าตัวเองยืดไปทางกึ่งกลางของเลนส์เล็กน้อย สุดท้ายคือ microlensing ซึ่งค่อนข้างหายาก แต่ได้พิสูจน์แล้วว่าตัวเองมีประโยชน์มากที่สุดสำหรับการศึกษาทางดาราศาสตร์ Microlensing มีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในความส่องสว่างของวัตถุใกล้เคียง (ภายในกาแลคซีของเรา) ที่เกิดจากเลนส์ดาว การแยกแยะ microlensing ของแท้จากการเปลี่ยนแปลงความส่องสว่างของดาวเนื่องจากเหตุผลอื่น (ดาวแปรแสงเป็นต้น) อาจเป็นเรื่องที่ท้าทาย