A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
Gravitační čočka je astronomický pojem užívaný pro objekt s intenzivním gravitačním polem, který se nachází mezi pozorovatelem a zdrojem světla či jiného záření, přičemž tento objekt svým gravitačním polem zakřivuje paprsky vycházející ze zdroje podobně, jak tomu je u spojné čočky.
Proces ohybu světla v gravitačním poli (a jevy s ním související) se označují jako gravitační čočkování. Ohyb světla v gravitačním poli byl předpovězen na základě obecné teorie relativity.
Popis
Gravitační čočkou může být libovolný velmi hmotný objekt, např. černá díra, obří černá díra, obří eliptická galaxie, hnízdo galaxií nebo kvasar.
Velikost ohybu světla závisí na vzdálenosti procházejícího paprsku od gravitační čočky - k největšímu ohybu dochází v těsné blízkosti objektu a se vzdáleností se vliv čočky zmenšuje, takže v určité vzdálenosti jej lze již zanedbat (to je rozdíl oproti klasické optické čočce). Důsledkem této skutečnosti je to, že paprsky procházející v různých vzdálenostech mají různá ohniska.
Pokud se pozorovatel, zdroj a gravitační čočka nachází na společné ose, bude se pozorovateli zdroj světla jevit jako kroužek obepínající gravitační čočku. Tento jev je v gravitačním čočkování poměrně výjimečný a bývá označován jako Einsteinův prstýnek. Běžnější je případ, kdy gravitační čočka neleží přímo na ose spojující pozorovatele a zdroj. V tomto případě může vzniknou více obrazů zdroje v závislosti na poloze gravitační čočky.
Rozlišují se tři druhy gravitačního čočkování:
- silné čočkování - U silného čočkování jsou dobře rozlišitelné jednotlivé obrazy. V tomto případě bývá gravitační čočkou galaxie nebo kupa galaxií a zdrojem světla kvasar nebo galaxie.
- slabé čočkování - Při slabém čočkování dochází k pouze k malému narušení světelných zdrojů, které lze zjistit pouze analýzou velkého počtu objektů.
- mikročočkování - U mikročočkování splývají jednotlivé obrazy do jednoho světelného bodu. V tomto případě je obvykle čočkou hvězda.
Čočková rovnice
Při vhodné poloze zdroje světla , zdroje ohýbajícího gravitačního pole a pozorovatele dochází ke gravitačnímu čočkování.
Uvažujme uspořádání uvedené na obrázku. Světelný paprsek pocházející ze zdroje je gravitační čočkou ohnut o úhel .
Úhel je úhlem mezi spojnicí pozorovatele a čočky a spojnicí pozorovatele a zdroje. Pokud by se neprojevoval efekt gravitační čočky, byl by zdroj pozorován právě pod tímto úhlem. Přítomnost gravitační čočky však způsobí, že pro pozorovatele se obraz zdroje nachází pod úhlem .
Pro malé úhly lze položit . Poloha obrazu a zdroje jsou tedy vázány tzv. (gravitační) čočkovou rovnicí
Tato rovnice je nelineární, takže určité pozici zdroje může odpovídat několik obrazů . V případě výskytu více obrazů lze pomocí Fermatova principu (za předpokladu, že index lomu nahradíme newtonovským gravitačním potenciálem podle ) získat výrazy pro časové rozdíly v příchodech obou signálů, což lze vyjádřit jako
- ,
kde je tzv. ohybový (deflekční) potenciál. Deflekční potenciál nezávisí na .
V případě speciální polohy zdroje, čočky a pozorovatele, kdy , bude mít obraz tvar kruhového proužku (tzv. Einsteinův prstýnek) s poloměrem
- ,
kde je hmotnost čočky.
Není-li přesně , rozpadá se prstýnek na dva kruhové oblouky. Při ještě větší nepřesnosti seřazení objektů se objevují dva nebo více obrazů na různých stranách čočkujícího objektu.
Pokud jsou úhly ohybu velmi malé, způsobí gravitační čočka pouze určité zvětšení zdroje. Vzhledem ke vzájemnému pohybu čočky a zdroje může docházet k pozorování změn jasnosti zdroje. Průběh změn jasnosti v čase může poskytnout informace o hmotnosti čočkujícího objektu. Tento jev se označuje jako mikročočkování.
Historie
Obecná teorie relativity předpovídá ohyb světla v gravitačním poli hmotných zdrojů. Tato teoretická předpověď byla potvrzena v roce 1919 během pozorování zatmění Sluncem, kdy Arthur Eddington pozoroval, že paprsky hvězd nacházejících se blízko Slunci byly mírně vychýleny z předpokládané polohy (hvězdy, jejichž světlo procházelo v blízkosti Slunce se tedy zdály být na jiném místě, než by být měly).
Albert Einstein si na popud, který mu udělil Rudolf Welt Mandl,[1] uvědomil, že při vhodném uspořádání zdroje světla, pozorovatele a objektu, který je zdrojem gravitačního pole, může tento objekt ohýbat světlo podobným způsobem, jako by se mezi zdrojem světla a pozorovatelem nacházela čočka. Článek o tomto jevu publikoval Einstein v roce 1937. Einstein předpokládal, že tento jev bude vzácný a je nepravděpodobné, že jej bude možné pozorovat.
Světlo v okolí velmi hmotného objektu může být ohnuto natolik, že se kolem něj několikrát obtočí než se vydá směrem k pozorovateli. Při gravitačním čočkování je tedy možné pozorovat nejen jeden obraz, ale více obrazů jednoho světelného zdroje.
V roce 1937 navrhl Fritz Zwicky jako možný zdroj gravitačního pole pro gravitační čočkování galaxie, což podle jeho výpočtů mělo umožnit zachycení tohoto jevu.
První pozorování tohoto jevu se však podařilo až v roce 1979 při pozorování kvasaru Q0957+561. Mikročočkování bylo poprvé pozorováno v roce 1989 na kvasaru QSO2237+0305.
Odkazy
Reference
- ↑ https://vtm.zive.cz/clanky/einstein-gravitacni-cocky-objevil-rudolf-mandl-ze-vsetina/sc-870-a-186689/default.aspx - Einstein: Gravitační čočky objevil Rudolf Mandl ze Vsetína
Související články
Externí odkazy
- Obrázky, zvuky či videa k tématu gravitační čočka na Wikimedia Commons
- BĚLÍK, Marcel. Gravitační čočka ve Velké Medvědici . scienceworld.cz, 2011-03-09 . Dostupné online.
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.
Antény
Chemické zdroje elektriny
Chladenie v elektrotechnike
Elektrická sústava automobilu
Elektrická trakcia
Elektrické prístroje
Elektrické súčiastky
Elektrické spotrebiče
Elektrické stroje
Čítanie (elektrotechnika)
Činný výkon
Štatistická dynamika
Živý vodič
Admitancia
Antiparalelné zapojenie
Asynchrónny motor
Blúdivý prúd
Bočník (elektrotechnika)
Diak (polovodičový prvok)
Displej s kvapalnými kryštálmi
Elektrická inštalácia
Elektrická rezonancia
Elektrická sila
Elektrická vodivosť
Elektrické zariadenie
Elektrický obvod
Elektrický zvonec
Elektroenergetika
Elektromer
Elektrometer
Elektromobil
Elektromotor
Elektromotorické napätie
Elektrotechnický náučný slovník
Elektrotechnika
Elektrotechnológia
Fázor
Faradayova klietka
Frekvencia (fyzika)
Graetzov mostík
Impedancia
Indukčnosť
Induktancia
Istič
Izolácia (elektrotechnika)
Izolant
Jadro vodiča
Jednobran
Jednosmerný prúd
Joulovo teplo
Katóda
Koaxiálny kábel
Kompenzácia účinníka
Konduktometria
Konektor (elektrotechnika)
Korónový výboj
Lanko (elektrotechnika)
Leptanie
Logické hradlo
Magnetická susceptibilita
Magnetizácia (veličina)
Merný elektrický odpor
Mobilné zariadenie
Napájací zdroj
Napäťový chránič
Napäťový násobič
Nortonova veta
Odpínač
Odpojovač
OLED
Olovený akumulátor
Paralelné zapojenie
Peltierov článok
Plošná hustota elektrického prúdu
Poistka (elektrotechnika)
Posuvný prúd
Prúdový chránič
Prenosové médium
Prieletový klystrón
Primárny elektrochemický článok
Reaktancia
Rekuperácia (dopravný prostriedok)
Relé
Reproduktorová výhybka
Rezistancia
Rozhranie (interface)
Sériové zapojenie
Seebeckov jav
Sekundárny elektrochemický článok
Settopbox
Skrat
Sonar
Spínač
Spínaný zdroj
Straty v mikropásikových vedeniach
Striedavý prúd
Stupeň ochrany krytom
Svetelná výbojka
Symetrizačný člen
Technická normalizácia
Tepelné relé
Tepelne vodivostný detektor
Termočlánok
Théveninova veta
Transformátor
Transformátor s fázovou reguláciou
Trojfázová sústava
Tuhá fáza (elektronika)
Tyratrón
Usmerňovač (elektrotechnika)
Uzemnenie
Uzol (vodiče)
Vírivý prúd
Výbojka
Varistor
Ventilátor
Vodič (elektrotechnika)
Voltov stĺp
Vstavaný systém
Zásuvka (elektrotechnika)
Zdroj (elektrotechnika)
Zisk antény
Text je dostupný za podmienok Creative
Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších
podmienok.
Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky
použitia.
www.astronomia.sk | www.biologia.sk | www.botanika.sk | www.dejiny.sk | www.economy.sk | www.elektrotechnika.sk | www.estetika.sk | www.farmakologia.sk | www.filozofia.sk | Fyzika | www.futurologia.sk | www.genetika.sk | www.chemia.sk | www.lingvistika.sk | www.politologia.sk | www.psychologia.sk | www.sexuologia.sk | www.sociologia.sk | www.veda.sk I www.zoologia.sk