Об отклонении света в гравитационном поле

 
+
-
edit
 

Balancer

администратор
★★★★★
Вопрос возник. Вот Крест Эйнштейна:

Крест Эйнштейна — Википедия

Пегас 22ч 40м 30,0с +3° 21′ 30″ 8 млрд световых лет 2,5 Гпс Крест Эйнштейна или Q2237+030 или QSO 2237+0305 — гравитационно линзированное изображение квазара, который располагается по оси зрения за галактикой ZW 2237+030. Это учетверённое изображение образует практически совершенный крест с галактикой-линзой в центре, поэтому его назвали Крест Эйнштейна, в честь создателя Общей теорий относительности, которая позволила предсказать и объяснить явление гравитационных линз. Этот квазар располагается примерно в 8 миллиардах световых лет от Земли, а линзирующая галактика — в 400 миллионах световых лет, то есть в 20 раз ближе. // Дальше — ru.wikipedia.org
 


Это квазар гравитационно линзируется через в 20 раз более близкую к нам галактику.

Так вот, а почему крест, а не гало? Откуда такая анизотропия?
 32.032.0
RU spam_test #11.10.2014 10:27  @Balancer#11.10.2014 10:10
+
-
edit
 

spam_test

аксакал

Balancer> Так вот, а почему крест, а не гало? Откуда такая анизотропия?
так ведь галактика не анизотропная.
 22
RU Balancer #11.10.2014 11:19  @spam_test#11.10.2014 10:27
+
-
edit
 

Balancer

администратор
★★★★★
s.t.> так ведь галактика не анизотропная.

Но не до такой же степени. Почему по двум перпендикулярным осям есть отклонение, а по другим — нет? Что не так, скажем, с направлением под 45 градусов к имеющимся осям?
 32.032.0
RU ждан72 #11.10.2014 11:50  @Balancer#11.10.2014 11:19
+
-
edit
 

ждан72

аксакал
★☆
Balancer> Но не до такой же степени. Почему по двум перпендикулярным осям есть отклонение, а по другим — нет?

там система из двух линз. правая чуть дальше от нас левая ближе. поэтому крест слегка кривой.
 32.032.0
LT Bredonosec #11.10.2014 22:09  @ждан72#11.10.2014 11:50
+
-
edit
 
ждан72> там система из двух линз. правая чуть дальше от нас левая ближе. поэтому крест слегка кривой.
а чей свет кривит вторая линза?
Первая пара - концентрация от диска галактики, стоящего к нам строго ребром и строго по лучу зрения, и потому ядро концентрирует в 2 пучка, а боковые - блочатся звездами и пылью.
А вторая пара чем? Навряд-ли это что-то вроде пересекающихся под прямым углом галактик, вращающихся одна сквозь другую.
Прикреплённые файлы:
scr.JPG (скачать) [7,66 кбайт, 12 загрузок] [attach=411464]
 
 
 26.026.0
RU ждан72 #12.10.2014 07:32  @Bredonosec#11.10.2014 22:09
+
-
edit
 

ждан72

аксакал
★☆
Bredonosec> А вторая пара чем? Навряд-ли это что-то вроде пересекающихся под прямым углом галактик, вращающихся одна сквозь другую.

а почему одна сквозь другую? почему они не могут быть разнесены, места вроде хватает.
 32.032.0
LT Bredonosec #12.10.2014 17:30  @ждан72#12.10.2014 07:32
+
-
edit
 
ждан72> а почему одна сквозь другую? почему они не могут быть разнесены, места вроде хватает.
потому что вторая будучи на луче зрения, получает только те лучи, которые обогнули первую. И если вторая перпендикулярна первой, то лучи просто тухнут в её диске, и нет никаких изображений вовсе.
 26.026.0
+
+2
-
edit
 

ssb

новичок

Balancer> Вопрос возник. Вот Крест Эйнштейна: ...
Balancer> Так вот, а почему крест, а не гало? Откуда такая анизотропия?


Адекватный ответ на данный вопрос: general relativity - How does gravitational lensing account for Einstein's Cross? - Physics Stack Exchange ... занимает 25 килобайт текста, с формулами и картинками. Пересказывать не возьмусь. Совсем вкратце — из анализа следует что квадрупольная линза не подходит и требуется предположить наличие тёмной материи в виде удлинённого вдоль короткой части креста эллипса:

Ron Maimon:
Summary

The quadrupole lensing has a hard time reproducing Einstein's cross exactly, although it can get cross-like patterns. The reason is the eight images for an on-center light source. This means that to get a cross, two saddle-source pairs have to annihilate. Once they do, the remaining saddles and source are not in such a nice cross, they tend to be too close together, not spread out nicely like the image. The quadrupole crosses are already approaching the asymptotic spherical limit, where the saddles and sources become the degenerate spherical arcs. The brightness of the saddles and sources are not approximately the same, the brightness of the far image on the long-leg of the cross is not approximately the same as the brightness of the near image, it is not a good model.

This means that we should consider dark-matter around the galaxy extending in an elongated ellipse, the elongation is along the short-leg of the cross. The light-source is slightly to the right of center. This reproduces Einstein's cross exactly. This is almost surely the orientation of the dark-mass distribution in the galaxy, but the details of the distribution are not revealed just from the critical points, which is all strong lensing provides.
 
 23.023.0
RU ждан72 #12.10.2014 18:41  @Bredonosec#12.10.2014 17:30
+
-
edit
 

ждан72

аксакал
★☆
Bredonosec> И если вторая перпендикулярна первой, то лучи просто тухнут в её диске, и нет никаких изображений вовсе.

галактика не есть точечный источник. пучек достаточно объемен и относитоельно плоская линза не должна перекрыть картинку.
 32.032.0
LT Bredonosec #12.10.2014 19:44  @ждан72#12.10.2014 18:41
+
-
edit
 
ждан72> галактика не есть точечный источник.
галактика - есть диск. В чентре массивная ЧД, вокруг - облако звезд и пыли. Считай, темный диск.
То есть, эффективно отклоняются только лучи, идущие перпендикулярно плоскости диска. Остальное - рассеивается в нем.

> пучек достаточно объемен и относитоельно плоская линза не должна перекрыть картинку.
Так и галактика не толщиной в нить. Она достаточно обьемна.
Прикреплённые файлы:
scr.JPG (скачать) [2,12 кбайт, 6 загрузок] [attach=411547]
 
 
 26.026.0
RU ждан72 #13.10.2014 06:49  @Bredonosec#12.10.2014 19:44
+
-
edit
 

ждан72

аксакал
★☆
Bredonosec> Так и галактика не толщиной в нить. Она достаточно обьемна.

это говорит о том что крест не может быть прямым (правильным) сдвинь линзу на четверть видимого диска.
 32.032.0
RU Balancer #13.10.2014 08:52  @Bredonosec#12.10.2014 19:44
+
-
edit
 

Balancer

администратор
★★★★★
Bredonosec> То есть, эффективно отклоняются только лучи, идущие перпендикулярно плоскости диска. Остальное - рассеивается в нем.

Тогда должна получиться не точка, а дуга, плавно угасающая по мере удаления от перпендикуляра.
 37.0.2062.12437.0.2062.124
LT Bredonosec #13.10.2014 22:17  @Balancer#13.10.2014 08:52
+
-
edit
 
Balancer> Тогда должна получиться не точка, а дуга, плавно угасающая по мере удаления от перпендикуляра.
ром, 2 фактора:
1) пыль в диске поширше поперечника чд
2) основная масса - сама чд, а не прочая галактика.
То есть, лучи света, проходящие столь же близко к чд, как и в плоскости перрендикулярно диска, - попадают в пыль. Чтоб не попасть в пыль - надо проходить дальше, а дальше - уже не столь сильно отклоняются.

Хотя соглашусь, что так всё равно не строго шарики получатся, а скорее уплощенные чечевицы.. но ничего более логичного в голову не приходит.
 26.026.0
LT Bredonosec #13.10.2014 22:19  @ждан72#13.10.2014 06:49
+
-
edit
 
ждан72> это говорит о том что крест не может быть прямым (правильным) сдвинь линзу на четверть видимого диска.
а размер галактики какой? Она ж меж нами и квазаром, то есть, визуально больше. Сами галактики - обьекты большие. Плюс будь она маленькой. квазар из-за неё б просвечивал.
А коли большая, то диск явно не столь мелкий. словом, не верю.
 26.026.0
RU VVSFalcon #13.10.2014 22:51  @Bredonosec#12.10.2014 19:44
+
-
edit
 

VVSFalcon

аксакал

Bredonosec> галактика - есть диск.
Это если спиральная.
Bredonosec> То есть, эффективно отклоняются только лучи, идущие перпендикулярно плоскости диска. Остальное - рассеивается в нем.
Да ну! См. цитату ниже.
Balancer> Тогда должна получиться не точка, а дуга, плавно угасающая по мере удаления от перпендикуляра.
Bredonosec> галактика - есть диск. В чентре массивная ЧД, вокруг - облако звезд и пыли. Считай, темный диск
1. Ещё раз. Если спиральная.
2. Даже если спиральная, то почему она к нам обязательно ребром? :)
Bredonosec> 2) основная масса - сама чд, а не прочая галактика.
Я, конечно, промолчу . . . :D
Ба, да это же жопа! Интересно, как выглядели ее создатели? (c)  36.0.1985.14336.0.1985.143
LT Bredonosec #13.10.2014 23:28  @VVSFalcon#13.10.2014 22:51
+
-
edit
 
VVSFalcon> 1. Ещё раз. Если спиральная.
VVSFalcon> 2. Даже если спиральная, то почему она к нам обязательно ребром? :)
если шарообразная, то вообще нет причин получать какую-нить анизотропию ленсинга.
А ребром - из условия "почему не гало" - ребро как раз позволяет получить 2 зоны по сторонам диска.


VVSFalcon> Я, конечно, промолчу . . . :D
мне склероз отказал?
 26.026.0
+
+1
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★

Астронет > Гравитационная линза

Российская Астрономическая Сеть // www.astronet.ru
 
... Петербургский физик О.Хвольсон в 1924 г. опубликовал в журнале "Astronomische Nachrichten" заметку о том, что луч света далекой звезды может быть отклонен притяжением другой звезды-линзы, в результате чего возникнет второе изображение далекой звезды; в случае, когда обе звезды и наблюдатель находятся на одной прямой, изображение будет иметь форму кольца. Эйнштейн опубликовал в 1936 г. в журнале "Science" заметку, в которой по просьбе чешского инженера Р.Мандла рассмотрел линзоподобное действие одной звезды на другую и также указал на возможность кольцеобразного изображения. Ни Хвольсон, ни Эйнштейн не верили в возможность экспериментального обнаружения эффекта гравитационной линзы в случае обычных звезд.

Однако в 1937 г. американский астроном швейцарского происхождения Фриц Цвикки пришел к выводу, что эффект гравитационной фокусировки света можно наблюдать в том случае, если линзой является галактика. В 1979 г. английские астрономы Д. Волш и др. впервые обнаружили "двойной квазар" QSO 0957+16 A,B (красное смещение z=1.4 и угловое расстояние между компонентами около 6"). Когда выяснилось, что оба квазара изменяют свой блеск в унисон, астрономы поняли, что в действительности это два изображения одного квазара, обязанные эффекту грав итационной линзы. Вскоре нашли и саму линзу - далекую галактику (z=0.36), лежащую между Землей и квазаром. К концу ХХ в. обнаружено несколько десятков гравитационных линз. Некоторые изображения действительно имеют форму ровного или разорванного кольца, которое называют "кольцом Эйнштейна" или "кольцом Хвольсона-Эйнштейна".
 

Гравитационная линза — Википедия

Гравитацио́нная ли́нза — массивное тело (планета, звезда) или система тел (галактика, скопление галактик, скопление тёмной материи), искривляющая своим гравитационным полем направление распространения электромагнитного излучения, подобно тому, как искривляет световой луч обычная линза. Как правило, гравитационные линзы, способные существенно исказить изображение фонового объекта, представляют собой достаточно большие сосредоточения массы: галактики и скопления галактик. Более компактные объекты, например, звёзды, тоже отклоняют лучи света, однако на столь малые углы, что зафиксировать такое отклонение не представляется возможным. // Дальше — ru.wikipedia.org
 
Гравитационную линзу можно рассматривать как обычную линзу, но только с коэффициентом преломления, зависящим от положения.
 


Итого линза может быть сильно разной, сильно неоднородной, или даже системой линз. Если линза в принципе может без труда дать не только кольцо, но и просто удвоенное изображение - удобно для простоты представить себе набор линз, каждая из которых даёт по лишнему изображению (одно - честно наблюдаемый напрямую объект, а "дополнительное" - отклонённый линзой свет, который иначе нам в глаз не попал бы). Конечно, это неправильно, очень-очень грубо, зато наглядно. По-хорошему надо говорить именно о сильно неоднородной линзе (а с чего ей и быть однородной), вследствие "несовершенства" которой получаются множественные изображения - которые, строго говоря, каждое в отдельности не совсем-то и изображение в привычном смысле слова.
3.1 Кольца Эйнштейна.

В части 2.2 мы показали, что в случае, когда источник находится непосредственно за линзой, изображение будет иметь форму кольца, мы так же показали, что угловой радиус такого изображения можно получить с помощью уравнения (10). Есть два условия, которые должны быть выполнены, что бы наблюдатель мог увидеть подобное изображение: во первых, распределение массы должно быть симметричным по отношению к наблюдателю; во вторых, источник должен находиться непосредственно в верхней части точечной каустики.

Первое наблюдение "кольца Эйнштейна" состоялось в 1988 году. Источник радио излучения MG1131+0456 был обнаружен с помощью высокодетализованного радио наблюдения, и имело кольцо радиусом приблизительно 1.75″. Источник имел красное смещение ZS =1.13, а галактика-линза ZL = 0.85. Изображение (3) прекрасный пример кольца Эйнштейна 1938+666 полученного телескопом Хаббл, на которой можно увидеть само кольцо, два ярких пятна и галактику посередине.

Рисунок 3. Кольцо Эйнштейна 1938+666, диаметр кольца около 0.95″

На данных момент обнаружено около 5 случаев которые можно отнести к кольцам Эйнштейна. Их диаметр варьируется от 0.33″ до 2″. Все они были обнаружены в радио диапазоне, хотя некоторые из них можно наблюдать в обычном и инфракрасном диапазонах. Так же наблюдались рассеянные кольца Эйнштейна. В таких кольцах есть по крайней мере одно прерывание окружности. Источник кольца Эйнштейна как правило имеет два компонента, протяженный и компактный. Последний представляется как двойное изображение разделенное диаметром кольца. В некоторых случаях, анализ источника позволяет установить его пульсацию, что в свою очередь позволяет оценить временные задержки и постоянную Хаббла по этой системе.


3.2. Гигантские светящиеся дуги.
Данное явление впервые обнаружено в 1986 Роджером Линдс (Roger Lynds) и Вахе Петросян (Vahe Petrosian) увеличении, искажение и сильное вытягивание галактик в следствии нахождения оных позади галактического скопления.

Кластер со смещением Z ≈ 0.2, с массой более 1014Mʘ невероятно эффективная линза. Его радиус Эйнштейна более 20″. Не было найдено ни одного достаточно хорошего кольца Эйнштейна возле кластеров, так как большинство кластеров не имеют сферической формы и распределение массы в них не идеально.
 
 28.028.0
RU VVSFalcon #14.10.2014 01:18  @Bredonosec#13.10.2014 23:28
+
-
edit
 

VVSFalcon

аксакал

Bredonosec> если шарообразная, то вообще нет причин получать какую-нить анизотропию ленсинга.
Ну почему обязательно шарообразная (E0)? А может и вообще Ir ;)
Bredonosec> А ребром - из условия "почему не гало" - ребро как раз позволяет получить 2 зоны по сторонам диска.
А если на снимок внимательно посмотреть
Bredonosec> мне склероз отказал?
Да.
Ба, да это же жопа! Интересно, как выглядели ее создатели? (c)  7.07.0
LT Bredonosec #14.10.2014 01:44  @VVSFalcon#14.10.2014 01:18
+
-
edit
 
VVSFalcon> Ну почему обязательно шарообразная (E0)? А может и вообще Ir ;)
а это какая?
эллиптическая без ветвей?
VVSFalcon> А если на снимок внимательно посмотреть
я знаю, что там 4 изображения.
И не представляю, что может иметь форму креста, чтоб выдать такие эффекты.

VVSFalcon> Да.
ок, пусть будет меньше, но в связи с компактностью обьекта (а не размазанностью) свет может линзироваться намного лучше, проходя намного ближе к центру масс.
 26.026.0
RU VVSFalcon #14.10.2014 01:57  @Bredonosec#14.10.2014 01:44
+
-
edit
 

VVSFalcon

аксакал

Bredonosec> а это какая?
Bredonosec> эллиптическая без ветвей?
Примерно так Последовательность Хаббла — Википедия
VVSFalcon>> А если на снимок внимательно посмотреть
Bredonosec> я знаю, что там 4 изображения . . .
1. Там на снимке видно, что галактика спиральная, с перемычкой. Под углом примерно 30 градусов.
2. Сам "крест" в центре имеет не галактику, а её ядро (примерно так в визуале смотрятся спиральные галактики - в части соотношения яркости ядра и ветвей). Так что сентенция про "основное ЧД", в чём-то, всё таки, уместна :)
3. Про "а как же" Fakir написал.
Ба, да это же жопа! Интересно, как выглядели ее создатели? (c)  7.07.0
LT Bredonosec #14.10.2014 20:48  @VVSFalcon#14.10.2014 01:57
+
-
edit
 
VVSFalcon> Примерно так Последовательность Хаббла — Википедия
спасибо )

VVSFalcon> 2. Сам "крест" в центре имеет не галактику, а её ядро
ух ты блин, слона-то я и не приметил...

>. Так что сентенция про "основное ЧД", в чём-то, всё таки, уместна :)
но как всё-таки 4? не представляю формы ядра.. Или что-то совсем уж ир, или темную материю притягивать
 26.026.0
RU spam_test #14.10.2014 21:01  @Bredonosec#14.10.2014 20:48
+
-
edit
 

spam_test

аксакал

Bredonosec> но как всё-таки 4?
вот есть с Хаббла


Джет может быть второй линзой?
 22
Это сообщение редактировалось 14.10.2014 в 21:08
LT Bredonosec #14.10.2014 21:24  @spam_test#14.10.2014 21:01
+
-
edit
 
s.t.> Джет может быть второй линзой?
не думаю.. откуда там столько вещества?
 26.026.0
RU VVSFalcon #14.10.2014 23:30  @Bredonosec#14.10.2014 20:48
+
-
edit
 

VVSFalcon

аксакал

Bredonosec> но как всё-таки 4? не представляю формы ядра.. Или что-то совсем уж ир, или темную материю притягивать
А чего ее притягивать? Или есть мнение что её не существует? Ну да, в электромагнитных и сильных не участвует, но в гравитационном же да (вспомним нейтрино - суслика не видно, а он есть).
Ба, да это же жопа! Интересно, как выглядели ее создатели? (c)  37.0.2062.12437.0.2062.124
RU VVSFalcon #14.10.2014 23:31  @spam_test#14.10.2014 21:01
+
-
edit
 

VVSFalcon

аксакал

s.t.> Джет может быть второй линзой?
Какой джет? Ну с Хаббла, и что? Ну заснял Хаббл центральную часть спирали, фактически ядро. См. самый первый снимок на странице - обычная спираль с баром.
Ба, да это же жопа! Интересно, как выглядели ее создатели? (c)  37.0.2062.12437.0.2062.124

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru