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twxz

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专业: 宇宙学

[交流] 【交流】引力透镜已有1人参与

引力透镜
所谓‘引力透镜’现象的存在，是宇宙学家认为存在有暗物质的另外一个天文观测证据。在百度百科词条‘引力透镜’中，对引力透镜现象是这样的描述：光线在引力场中发生偏折，就像光线从空气进入玻璃一样，玻璃能用来做透镜使物体成像，引力场也一样。引力透镜效应是阿尔伯特•爱因斯坦的广义相对论所预言的一种现象，由于时空在大质量天体附近会发生畸变，使光线在大质量天体附近发生弯曲（光线沿弯曲空间的短程线传播）。如果在观测者到光源的视线上有一个大质量的前景天体则在光源的两侧会形成两个像,就好像有一面透镜放在观测者和天体之间一样,这种现象称之为引力透镜效应。1979年，天文学家观测到类星体Q0597+561发出的光在它前方的一个星系的引力作用下弯曲，形成了一个一模一样的类星体的像（我的疑问：引力透镜效应和平面反射镜效应有什么区别？）。
‘引力透镜’另外一种解释是，它能产生引力透镜光环或扭曲天体的像。这种引力透镜效应分强弱两类，（它的划分没有严格的标准），很大程度上就是用眼睛看。能够从一个背景天体的像中看到扭曲的，就是强的。国际上发现的强引力透镜系统非常稀少，总共约120个星系团显现强引力透镜系统。
如果用眼睛看不能够从一个背景天体的像中看到扭曲的，就被定义为是弱的引力透镜效应。用眼睛看不出来的引力透镜效应，是大多数。因为宇宙中有天体的地方少，空旷的地方多，所以两个天体挨得很近的情况确实少。从观测上说，本来背景星系的形状就不是什么完美的几何图形。一个椭圆的星系，光线被轻微的偏折一下，还是椭圆的。你离的远，不能知道它的真面目是什么样子的，也就说不出它是怎么被变形的。但这种现象又是广泛存在的，因为引力是长程力，虽然远处物体的引力作用弱了，但并没有消失。
从上面这些对引力透镜现象的描述我们可以看到，利用引力透镜现象研究暗物质，有很大的不确定性。如果只是用它定性地描述一些观测到的天体结构的形成机制，还勉强可以说的过去。但如果要定量确定暗物质的存在、分布和含量，恐怕很难有说服力。以‘1979年，天文学家观测到类星体Q0597+561发出的光在它前方的一个星系的引力作用下弯曲，形成了一个一模一样的类星体的像’这个说法为例，人类中双胞胎现象发生概率那么大，在浩瀚的宇宙中，出现一些如同双胞胎的天体难道就不可能？难道理论上我们能够证明‘双胞胎天体’是不可能存在的？另外，为什么有的引力透镜使我们观测到的是‘一个一模一样的类星体的像’，而有的引力透镜使我们观测到则是‘引力透镜光环’？这个问题我还没有查找到权威的解释。我个人认为，‘观测到一个一模一样的类星体的像’这个说法在理论似乎有点问题。引力透镜效应难道等同于平面反射镜效应？
至于‘引力透镜光环’问题，前面已经提到，首先是样品非常稀少，总共大约只有120个星系团显现强引力透镜系统。另外，即使存在有能产生引力透镜的暗物质，也无法证明这些暗物质就是由非重子物质所构成。即使能够证明这些暗物质就是由非重子物质所构成，如此稀少的强引力透镜现象样品，也无法证明这些非重子物质能够对标准宇宙学模型所说的约占宇宙总物质的22%的非重子物质有什么贡献。

参考文献
62 引力透镜
地址：http://baike.baidu.com/view/50113.html?tp=0_11
（新牛顿宇宙第五章暗物质 5.4 引力透镜）

[ Last edited by twxz on 2010-6-14 at 08:34 ]

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