Обсуждение:Гравитационная линза

Куда собственно направлялся свет первоначально, до попадания в место скопления массы?

Заранее прошу прощения за мой может быть наивный вопрос.
В статье сказано:
Гравитационную линзу можно рассматривать как обычную линзу, но только иначе зависящим коэффициентом преломления.
Смысл слов иначе зависящим коэффициентом преломления мне понятен, но не понятно почему эта иначесть трактуется именно таким образом.
Постараюсь объяснить свое непонимание.
Я не могу загрузить рисунок поясняющий вопрос, но постараюсь объяснить словами.
Как при проведении наблюдения гравитационного линзирования определяют, а куда собственно направлялся первоначально световой поток, который в итоге попал в устройство фиксации наблюдателя.
Если свет двигается прямолинейно, то существует всего один путь пройденным светом. Но в этом случае свет проходит не по прямолинейному пути. А раз так, то возникает этот вопрос.

Объясняю два возможных случая:

Первый.
Свет притянут массой. В этом случае наблюдатель видит свет который искривился один раз в сторону массы. И свет прошел бы мимо наблюдателя с одной стороны, если бы массы не было.

Второй.
Свет вытолкнут чем то похожим на сверхпроводящий эффект массы. В этом случае наблюдатель видит свет который искривился два раза первый раз свет отдалялся от массы и следом приближался в сторону массы (примерно так как сверх проводник выталкивает из себя внешнее поле). В этом случае свет прошел бы мимо наблюдателя с другой стороны, если бы массы не было.

Вот мне и интересно куда собственно направлялся свет первоначально, до попадания в место скопления массы?

92.50.142.190 09:20, 24 апреля 2012 (UTC)

Первый. --Melirius 11:22, 24 апреля 2012 (UTC)

Спасибо. Если вы ближе к физике, то может вам известно где можно посмотреть иное толкование этого явления. (Хотя бы попытки иного толкования). Меня к этой мысли подтолкнула заметка в сети: ..."Быстрое охлаждение нейтронной звезды Cas A, обнаруженное обсерваторией Chandra, является первым прямым доказательством того, что ядра нейтронных звезд фактически состоят из супержидкости, находящейся в сверхпроводимом состоянии" - рассказал Петр Штернин руководитель исследований из института Иоффе в Санкт-Петербурге, Россия. .... А если у части звезд подозревают сверх проводящее ядро, то почему в остальных звездах этого быть не может?

92.50.142.190 03:16, 25 апреля 2012 (UTC)

Гравитационные линзы и "звездные карты"

Поскольку гравитационные линзы отклоняют свет, то есть ли вероятность, что свет одной и той же звезды дойдет до Земли как минимум 2-мя путями - например, в одном случае через 1 млрд лет, а в другом (опять таки например) - через 13,5 млрд лет? Или же вообще не дойдет. Ведь получается, что мы "смотрим" на звезды через своеобразную "дифракционную решетку". Отсюда возникает второй вопрос: насколько будут точны все составляемые звездные карты? Стоит ли как-то осветить этот вопрос в статье? 91.79.31.200 15:52, 13 февраля 2014 (UTC)

Во-первых, гравитационные линзы очень редки, а во-вторых на звёзды в Нашей Галактике они не влияют. --RedAndr^о|в 20:19, 13 февраля 2014 (UTC)

Человечество еще в процессе изучения вселенной, поэтому, на мой взгляд, однажды "очень редки" вполне имеет шанс превратиться в "достаточно для". Кроме того, из определения гравитационной линзы, данного в статье, формально следует, что гравитационной линзой можно назвать практически любой "гравитационный объект" отклоняющий электромагнитное излучение от его первоначального направления (хоть на миллионную долю градуса, хоть меньше). Что касается "во-вторых", то вы, видимо, имели в виду свет этих звезд идущий к Земле. Но они излучают свет и в других направлениях. И суть вопроса, собственно, в том, есть ли шанс (и его величина), что этот свет, идущий не в сторону Земли, взаимодействуя с гравитационными объектами Вселенной, все равно достигнет Земли. 91.79.31.200 14:56, 20 февраля 2014 (UTC)

микролинзирование

Когда какой-то массивный объект (звезда) в своем движении по галактике оказывается на прямой, соединяющей Землю и другую далекую звезду, что приводит к видимому усилению яркости блеска далекой звезды, а потом симметричному угасанию. Зарегистрированы тысячи таких событий. И особенно интересны те, в которых линзой выступает не одиночная, а двойная звезда. Или звезда вместе с планетой. Линзирующие свойства таких систем сложнее и позволяют получить больше информации. А еще интереснее, если одно и то же событие микролинзирования удается наблюдать из двух точек в пространстве, разнесенных друг от друга как можно дальше. Тогда срабатывает обыкновенный эффект параллакса — объект-линза закрывает звезду-источник для разных наблюдателей в разные моменты времени. И по этому сдвигу, например, можно определить расстояние до линзы напрямую, то есть исходя только из геометрических соображений.

— https://lenta.ru/articles/2016/07/13/astro/

(гораздо проще)

Линза Млечного Пути

Поскольку, все массивные тела обладают свойствами линзирования, то логично будет предположить, что и наша галактика является линзой. В этом случае возникает вопрос: в какой степени свет от других галактик, который мы видим, находясь внутри линзы, искривлён? --37.45.162.154 18:21, 26 июля 2016 (UTC)Noobtorio

• Вдоль радиального направления (то есть в направлении на ядро Галактики и в противоположном) — угол нулевой. Перпендикулярно этому направлению угол отклонения света, наблюдаемый нами, примерно равен отношению квадрата скорости убегания из Галактики на орбите Солнца $\left(v_{e}={\sqrt {\frac {2GM}{r}}}\right)$ к квадрату скорости света: $\varphi =v_{e}^{2}/c^{2}={\frac {2GM}{rc^{2}}},$ где M — масса Млечного Пути внутри орбиты Солнца. Скорость убегания v_e = 550 км/с, так что искомый угол равен (550/300000)² радиан ≈ 0,7 угловой секунды. -- V1adis1av (обс.) 22:23, 7 декабря 2018 (UTC)

ПРОСТО ЛИНЗЫ

В лекциях Фейнмана по физике говорится о том, что Земля искривляет Солнечный свет, скользящий по её поверхности на целый градус! Впрочем, посмотрел фотки ночной стороны Земли,везде - диффузное излучение голубого небо, без красной полоски Солнечного света. Но она должна быть: ведь затменная Луна одета в благородный темно-красный цвет с синим оттенком.... Ура! Красная полоса есть - на картинах космонавта Леонова). Когда мы видим Солнечный диск, касающийся горизонта, действительный диск смещается на пол-градуса под горизонт, и касается своим краем со своим "миражом"(поперечник Солнца - как раз пол-градуса). И всё это - за счёт показателя преломления воздуха. "Также, преломление света в атмосфере приводит к тому, что мы наблюдаем восход Солнца (и вообще любого небесного светила) несколько раньше, а закат несколько позже, чем это имело бы место при отсутствии атмосферы." - цитата из Википедии (Преломление света). Я насчитал, что "несколько" - это 2 минуты - на экваторе. А вот на полюсах день длиннее ночи на 8-16 суток (это я уже накопал). Всё это действительно именно так? Во истину так! ( https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D1%80%D0%B5%D1%84%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%86%D0%B8%D1%8F ) А раз это так, то, что дозволено Земле, дозволено и Юпитеру, и Солнцу, и галактикам. ~ ~ ~ ~ Гость, 16.09.2018

• Эффект атмосферной рефракции, о котором вы говорите, обусловлен наличием атмосферы (и изменением её плотности, а следовательно, и коэффициента преломления). В случае гравитационной линзы свет преломляется и в вакууме, далеко за пределами атмосферы. -- V1adis1av (обс.) 22:30, 7 декабря 2018 (UTC)

Зы! А поскольку абсолютного вакуума нигде нет, то и гравитационных линз тоже нет. А атмосфера есть у каждой звезды. Причём плотность звёздной атмосферы пропорциональна гравитации звезды. Плотность газа там, конечно, мизерная, зато расстояния огромные. И если плотность Солнечной короны умножить на длину траектории фотона, пролетающего мимо Солнца через его корону, то получится величина того же порядка, что и величина оптической плотности земной атмосферы (~ 1 кг/см^2 - у нас над головой и ~ 40 кг/см^2 - если объект находится на горизонте). А поскольку плотность атмосферы любой звезды изменяется под действием гравитации, то можно создавать "псевдо-гравитационные модели" для самой обычной атмосферной рефракции. А кроме того, помимо миражей, существуют дефекты изображения. Если вы выйдете на улицу вечером, вы увидите, как светится воздух вокруг ночных фонарей, причём при полном отсутствии тумана и падающих снежинок. Если же сфотать ночной фонарь на цифровик, то свечение воздуха на фотке будет таким, что фонарь будет невидно: просто некий светящийся шар с поперечником где-то 3 метра. Но если заслонить фонарь пальчиком, и закрыть один глаз, то при отсутствии тумана можно обнаружить полное отсутствие свечения воздуха вокруг ночного фонаря. Полагаю, "туманные" кольца Эйнштейна, перекрывающие центральный объект, являются именно дефектами изображения, как и "лучики" звёзд (как правило, их почему-то 4 штуки -на фотках, и штук 10-15 если просто смотреть в ночное небо). Кроме того, вследствие зависимости коэффициента преломления стекла от длины волны, изображение можно сфокусировать лишь для определённой длины волны, остальные будут не в фокусе. С этим борются конструкторы телескопов, но совершенства добиться трудно. ~ ~ ~ ~Гость, 17.12.2018

• Ваши оценки опровергнуты расчётами ещё в первой статье, посвящённой наблюдению гравитационного линзирования (Эддингтон, 1919): «It seems clear that the effect here found must be attributed to the sun’s gravitational field and not, for example, to refraction by coronal matter. In order to produce the observed effect by refraction, the sun must be surrounded by material of refractive index 1 + .00000414/r, where r is the distance from the centre in terms of the sun’s radius. At a height of one radius above the surface the necessary refractive index 1.00000212 corresponds to that of air at 1/140 atmosphere, hydrogen at 1/60 atmosphere, or helium at 1/20 atmospheric pressure. Clearly a density of this order is out of the question» [1]. — V1adis1av (обс.) 21:01, 18 декабря 2018 (UTC)

Ключевое слово здесь "It seems" - кажется. Думаю, автор не учитывает разницу между радиусом Земли и Солнца. К тому же, рефракция света в неоднородной плазме с температурой несколько миллионов К - та ещё задачка. Насколько я понимаю, вблизи Солнца свет отклоняется где-то на 1 угловую секунду, а вблизи Земли - на градус, т.е. в 3600 раз сильнее. При этом пролётная траектория света вблизи Земли где-то в 696300/6400 = 110 раз меньше, чем вблизи Солнца. Итого, "эффективная плотность" Солнечной короны в 0.4 миллиона раз меньше плотности воздуха. А Эддингтон насчитал 140 раз. "It seems", Эддингтон просто ошибся. ~ ~ ~Гость, 19.12.2018

• Первые три слова в цитате из Эддингтона лучше перевести не «кажется», а «представляется очевидным». В действительности, эффективный показатель преломления n(r) в (слабой) гравитационной линзе равен 1 − 2φ(r)/c², где φ(r) — ньютоновский гравитационный потенциал в точке с радиус-вектором r, а c — скорость света. Например, если дефлектором является Солнце (масса M_⊙=2·10³³ г), то потенциал φ(r) = −GM_☉/r, и n(r) = 1+2M_☉G/(rc²), где G — гравитационная постоянная. Нетрудно подставить числа и подсчитать, что на краю солнечного диска (R_⊙=700 тыс. км) эффективный показатель преломления равен 1+4,2·10⁻⁶, а на расстоянии одного солнечного радиуса от края диска (как и в подсчётах Эддингтона) 1+2,1·10⁻⁶. Гелий при нормальных условиях обладает показателем преломления 1+36·10⁻⁶, у водорода 1+132·10⁻⁶, причём у газов n − 1 примерно пропорционально плотности, так что для достижения указанного n − 1 = 2,1·10⁻⁶ необходимо взять гелий с плотностью ~1/20 или водород с плотностью ~1/60 от нормальной. Итак, мы с вами убедились, что подсчёты Эддингтона совершенно правильны. Ваша гипотеза не учитывает также, что у всех веществ наличествует дисперсия (зависимость преломления от длины волны света), в то время как гравитационная линза отклоняет электромагнитные волны от радио- до гамма-диапазона совершенно одинаково (что и наблюдается в действительности). — V1adis1av (обс.) 19:54, 23 декабря 2018 (UTC)

А как теперь посчитать угол преломления света в атмосфере Солнца? И кто измерял угол преломления от радио- до гамма-диапазона? Очень интересно. Всегда думал, что радиоволны отражаются от Короны Солнца как от зеркала. А вот если предположить, что у поверхности Солнца n = 1.0000042, а на высоте 200 км 1 + 0.0000042/е - по Больцману, то поверхностный свет будет отставать на 0.8 км/с от того, что бежит на высоте 200 км. Т.о., за одну секунду световая волна повернёт где-то на arcsin(0.8/200) = 0.229 градуса = 825 угловых секунд. ~ ~ ~ Гость, 24.12.2018

• Наблюдений на самом-самом краю Солнца никто не делал, у Эддингтона ближайшие наблюдавшиеся звёзды лежали на расстоянии 30 минут от центра диска (то есть на высоте 1 солнечного радиуса от поверхности Солнца) и отклонялись на 0,9 секунды дуги. Если у вас там, на высоте 700 тыс. км, находится водород с плотностью 1/60 нормы (то есть полтора грамма на кубометр), то посчитайте по Больцману, какой плотность была бы у поверхности. Можете даже взять температуру не фотосферы (6000 К), а короны (10⁶ К). В этом случае плотность одноатомного водорода изменяется в е раз на расстоянии kT/m_Hg_☉≈40 тыс. км, так что у поверхности Солнца она увеличится в exp(700/40)≈4 млн раз, что в 60 раз больше плотности воды. Эта оценка полностью противоречит наблюдениям; например, она в десятки раз выше средней плотности Солнца 1,4 г/см³. На самом деле плазменное преломление электромагнитных волн в короне всё-таки наблюдается, но только в радиодиапазоне, причём с существенной дисперсией, обратно пропорциональной квадрату частоты, что и помогает измерить и исключить этот эффект из наблюдений гравитационного отклонения (которое одинаково на всех частотах). В общем, это обсуждение бессмысленно, поскольку измерения гравитационных отклонений света не закончились на Эддингтоне, астрометрические спутники вроде «Гиппархоса» и «Гайи» и радиоинтерферометры со сверхдлинной базой провели миллионы наблюдений, в том числе не только вблизи Солнца, но и под углом 90 и больше градусов по направлению к Солнцу (отклонение в миллисекунды дуги, но всё ещё в пределах точности). Никаких отклонений от предсказаний ОТО не обнаружено — см., например, обзор arXiv:1611.06025, с.17-18 и ссылки оттуда на оригинальные работы, а также этот обзор. — V1adis1av (обс.) 16:58, 25 декабря 2018 (UTC).

Спасибо! К сожалению, никаких экспериментальных данных я не обнаружил, лишь измерение десятков Эйнштейновских параметров, искривление пространства, времени, и пр. Про смещение звёзд вблизи Солнечного диска - тишина. С Наступающим Новым Годом! ~ ~ ~ ~Гость (26.12.2018)

• Боюсь, вы невнимательно просмотрели ссылки, упомянутые в обзорных источниках. Пример поиска: берём в arXiv:1611.06025 одну из ссылок на оригинальные работы, упомянутые на с.17-18, под номером 126 (Fomalont et al., Progress in Measurements of the Gravitational Bending of Radio Waves Using the VLBA). Это статья в Astrophys.J., но для простоты доступа находим её препринт на архиве: arXiv:0904.3992. В ней в таблицах 3 и 4 находим измерения положений нескольких радиоисточников при прохождении в паре градусов от них Солнца. Если этих работ мало, то каталог HIPPARCOS и первый дата-релиз Gaia с миллиардом измеренных позиций доступны в открытом доступе (гугл в помощь), скачивайте и проверяйте. -- V1adis1av (обс.) 11:50, 27 декабря 2018 (UTC)

Спасибо, Владислав! Но Ваша статья это спам. Отчёт об усвоенных денежках. Непонятно чем они там занимались. Вот например, из Таб 4: 10 числа, когда Солнце было где-то в 7-8 солнечных радиусах от объекта 3С279 (это я прикинул по картинке! как вам это нравится?), измеренное гравитационное отклонение составило: от минус 0.08 до плюс 0.39 милиарксекунды (на волне 43 GHz). И? ~ ~ ~ ~Гость (16.01.2019)

• Читайте внимательно, в таблице 4 приведено не само гравитационное отклонение, а измеренное отличие от предсказанного теорией относительности гравитационного отклонения: «Since the gravitational bending with γ = 1 between the sources was included in the correlator model, the position changes will include only the gravitational bending associated with a (γ − 1) term, as well as that caused by noise and remaining tropospheric and coronal refraction components that differ among the sources» (с. 10). Например, 11 октября измеренное отклонение между 3C279 и J1304 было около 100 mas в направлении восток-запад и 66 mas север-юг (примечание 5), а в таблице 4 на этот день измеренные отличия от предвычисленных значений равны 0.04±0.05 mas (В/З) и 0.03±0.04 mas (С/Ю), в 2-3 тысячи раз меньше, чем само отклонение, и в пределах наблюдательных ошибок. Кстати, этот якобы «спам» и «отчёт об усвоенных денежках» цитируется 93 раза в мировой научной литературе, согласно Google Scholar. — V1adis1av (обс.) 20:25, 16 января 2019 (UTC) UPD: И по картинке там расстояние источника от Солнца прикидывать не надо, оно (расстояние) приведено во 2 колонке таблицы 3. -- V1adis1av (обс.) 21:14, 16 января 2019 (UTC)

Спасибо! И всё равно это спам. Где экспериментальные данные? Просто сообщение: проверили, формула работает с точностью до 3 мяс. Веруйте и повинуйтесь! ~ ~ ~ ~Гость (18.01.2019)

телескоп в наше прошлое

Но же, если мы не увидим сразу муравьев на земле, возможно стоит написать здесь о возможности наблюденя например сверхновых. "то, что прошло, не вернется" не точно, правда?

TAB 99.90.196.227 03:36, 6 октября 2021 (UTC)

This one is ON THE subject rein.pk/gravitational-lensing-to-observe-ancient-earth .(itisntOR( The central SMBH is good due to large surface but there are 5 as some calculated IMBH bouncing in MW. Another subject is using multi leasing on Nx BH to zoom to different ly epochs or even to get 4D continuum view. Or using BH in satellite-G or GC or BH DM.

What about on GW astronomy of past ? We just started to capture gravitational waves in 2016. < this is not exactly true we did it very long before but due to local noise best signal is from remote locations. Like > This may be not too boring intro youtu.be/_ctjkgx--uM?list=OLAK5uy_mv3TEiryhWmIrwcPOLuTsmPWgP6pVawZQ into past GW. Is it better to move this part to GW art?

99.90.196.227 04:20, 6 октября 2021 (UTC)