Genel görelilik |
İlgili başlıklar |
düzenle |
Kütleçekimsel merceklenme, uzaktaki bir kaynak ile gözlemci arasındaki madde (galaksi kümesi gibi) dağılımını ifade eder. Bu kaynaktan gelen ışığın, gözlemciye doğru yolculuk ederken, kütleçekimsel merceklenme olayı sayesinde bükülmesi yeteneğidir. Bu etki, Einstein’in genel görelilik teorisinin tahminlerinden biridir ve kütleçekimsel merceklenme olarak bilinir.
(1924) ve Frantisek Klin (1936) etkilerini ilk defa tartışanlardan biri olmuştur. Etkileri daha sıklıkla, 1936 yılında alanındaki en ünlü makaleyi yayınlayan, Einstein ile ilişkilendirilmiştir.
Fritz Zwicky 1937 yılında, bu etkinin galaksi kümelerinin kütleçekimsel mercek gibi davrandığına izin verdiğini belirlemiştir. 1979 yılına kadar bu etki gözlemlerle doğrulanamadı. İkiz kuasar keşfedilen ilk kütleçekimsel mercek sistemidir.
Tanım
Optik merceğin tersine, maksimum bükülme kütleçekimsel merceğin merkezine yakın, minimum bükülme ise merkezden uzakta gerçekleşir. Sonuç olarak, kütleçekimsel mercek tek bir odak noktasına sahip değildir. Onun yerine odak çizgisi vardır. Eğer ışık kaynağı (mercek gibi davranan devasa gök cismi) ile gözlemci düz bir doğrultu üzerinde bulunuyorlarsa, gerçek ışık kaynağı mercek gibi davranan devasa gök cisminin etrafında halka şeklinde görünür. Eğer bir hizalama varsa, gözlemci halka yerine parçalı yaylar görecektir. Bu olgu ilk defa 1924 yılında fizikçi tarafından bahsedilmiştir. ve 1936 yılında Albert Einstein tarafından hesaplanmıştır. Bu sıklıkla literatürde Einstein halkası olarak geçer. Chwolson akı veya halka fotoğrafının yarıçapı ile ingilenmemiştir. Daha çok, mercek gibi davranan kütlelerin karmaşık olduğu (galaksi grubu veya galaksi kümesi gibi) ve uzay-zamanın küresel çarpıtmasına neden olmayan yerlerde kaynağın mercek etrafında parçalı yaylara neden olduğu yerleri incelemiştir. Gözlemci aynı kaynağın çoklu bozulmuş resimlerini görebilir. Kaynağın, merceğin, gözlemcinin, göreli konumlarına bağlı olarak, sayıları ve biçimleri değişebilir.
Üç tip kütleçekimsel merceklenme sınıfı vardır:
1. Güçlü merceklenme: Einstein halkasının, yayların ve çoklu resimlerin oluşumu gibi kolaylıkla görünen çarpıtmaların olduğu yerler.
2. Zayıf merceklenme: arka plandaki kaynakların çarpıtmalarının çok daha küçük olduğu yerler. Bunların tespit edilebilmesi için çok sayıda kaynağa bakılarak sadece küçük bir yüzdedeki uyumlu çarpıtmaların bulunması gerekir. Merceklenme statik olarak gösteriyor ki arka plandaki objelerin öncelikli gerilmeleri merceğin merkezi boyunca olan yöne diktir. Biçimlerin ölçülmesi ile ve uzaktaki çok sayıda galaksinin uyum sağlaması, herhangi bir bölgedeki merceklenmiş alanın ortalama uyumu ölçülebilir. Bu o bölgedeki kütle dağılımının tekrar yapılması için kullanılabilir. Özel olarak, arka plandaki karanlık madde dağılımı tekrar yapılabilir. Galaksiler özünde eliptiklerdir ve zayıf kütleçekimsel merceklenme sinyali çok küçüktür. Galaksilerin çoğu bu araştırmalarda kullanılmalıdır. Bu zayıf mercek araştırmaları, sistematik hataya sebep olabilecek önemli kaynaklardan dikkatlice arındırılmalıdır. Galaksilerin gerçek yapılarının, kameranın tek bir noktaya odaklanma eğilimi galaksinin şeklini bozabilir ve gökbilimsel görme nedeniyle bozulan resimler anlaşılmalıdır ve dikkatlice sayılmalıdır. Bu araştırmaların sonuçları kozmolojik değişken tahminleri için önemlidir. Lamda-CDM modelinin daha iyi anlaşılması ve geliştirilebilmesi için önemlidir ve diğer kozmolojik gözlemlerinin kontrolünde tutarlılık sağlıyor. Bu araştırmalar aynı zamanda karanlık enerji üzerine yapılacak ilerideki kısıtlamaları sağlayabilir.
3. Mikro merceklenme: Şekilde hiç bozulmanın olmadığı yerler görülebilir. Arka plandaki objeden alınan ışığın miktarı zamanla değişiyor. Tipik bir durumda mercek etkisi gösteren obje samanyolundaki yıldızlar olabilir, arka plandaki kaynak uzak galaksideki bir yıldız olabilir. Diğer bir durumda ise çok uzaktaki kuasar bile olabilir. Etki çok küçüktür, güçlü merceklenme durumundaki gibi güneş kütlesinin 100 milyar katı bir kütleye sahip bir galaksi bile sadece birkaç açı saniyesi ile ayrılan çoklu resimler üretebilir. Galaksi kümeleri birkaç açı dakikası aralıklar üretebilir. Her iki durumda da galaksiler ve kaynaklar uzaktadırlar, galaksimizden yüzlerce megaparsek uzaklığında.
Kütleçekimsel merceklenme bütün elektromanyetik radyasyon çeşitlerinde eşit derecede davranır, sadece görünür ışıkta değil. Zayıf merceklenme etkisi, kozmik mikrodalga arka plan ışıması için çalışılmıştır ve aynı zamanda galaksi araştırmaları için. Güçlü merceklenme radyo ve X-ray bölgelerinde gözlenmiştir. Eğer güçlü mercekler çoklu resimler üretiyorsa iki yol arasında göreli bir zaman gecikmesi olacaktır. Bir resimdeki merceklenmiş obje diğer resimden daha önce gözlenecektir.
Tarihçe
Galaksi kümeleri ve kara delik gibi çok büyük kütleli cisimlerin etrafındaki uzayzaman bükülür ve galaksi gibi arka plandaki bir kaynaktan gelen ışınların bükülmüş uzay zaman boyunca yolunun değiştirilmesi ile sonuçlanır. Bu mercek etkisi arka plandaki kaynağın resmini büyütür veya yolunu saptırır.
Genel görelilik teorisine göre, kütle uzay-zamanı yerçekim alanı oluşturmak için büker ve ışığın bükülmesine neden olur. Bu teori 1919’daki güneş tutulması sırasında kanıtlanmıştır. Arthur Eddington ve Güneş’in çok yakınından geçen yıldızlardan gelen ışığın biraz büküldüğünü gözlediler bu yüzden yıldızlar gerçek konumlarının biraz dışında kalıyormuş gibi görünüyor.
Einstein, aynı zamanda astronomik cisimlerin de ışığı bükebileceğinin mümkün olduğunu fark etti. Uygun koşullar altında, bir gözlemci tek bir kaynağın çoklu resimlerini gözleyebilir. Bu olay kütleçekimsel mercek veya bazen kütleçekimsel serap olarak adlandırılır.
Bununla birlikte, onun düşüncesine göre sadece tek yıldızın sebep olduğu yerçekimsel merceğin büyük olasılıkla yakın gelecekte gözlenmeyeceği sonucuna varmıştır. 1937 yılında, Fritz Zwicky galaksinin bir kaynak gibi davranabildiği durumları ilk defa düşünmüştür. Yaptığı hesaplamalara göre, gözlemlerin ulaşabileceği aralıkta iyi olması gerektiği sonucuna vardı.
İlk kütleçekimsel merceğin keşfedildiği 1979 yılına kadar değildi. İlk keşfedilen kozmik mercek "İkiz QSO'da" olarak adlandırılmıştır ve en başta iki özdeş gökyüzü cismi gibi görünüyordu. resmî adı 0957 + 561 SBS olarak belirlenmiştir. Bu yerçekimsel mercek Dennis Walsh, Bob Carswell ve Ray Weymann tarafından Kitt Peak Ulusal Gözlemevi’ndeki 2.1 metre çapındaki teleskop kullanılarak tespit edilmiştir.
1980'lerde, astronomlar CCD kameralar ve bilgisayarın birlikte kullanılmasıyla, her gece milyonlarca yıldızın parlaklığının ölçülebileceğini fark etti. Galaksi merkezi veya Macellan bulutları gibi yoğun alanlarda, her yıl birçok mikro merceğin keşfedilme potansiyeli var. Bu Optik Yerçekimsel Merceklenme Deneyleri’ne veya bununla bağlantılı yüzlerce alana efor harcanmasına izin verdi.
Uzay-zaman eğriliğinin açısından açıklanması
Genel görelilik teorisine göre, ışık uzay-zamanın eğriliğini izler. Bunun sonucu olarak, ışık büyük bir nesnenin etrafında geçerken bükülür. Bu, cisimden gelen ışığın gözlemcinin gözüne doğru büküleceği anlamına geliyor. Sıradan bir merceğin yaptığı gibi. Işık her zaman sabit bir hızda hareket eder. Mercek etkisi ışığın hızının yönünü değiştirir ancak büyüklüğünde bir değişiklik yaratmaz.
Işık ışınları gelecek ve geçmiş bölgeler arasında bir sınırdır. Kütleçekimsel etki, arka plandaki bükülmüş geometride bozulmamış objelerin hareketi veya alternatif olarak düz geometrideki kuvvetin karşılığı olarak görülebilir.
G kütleçekim sabiti, c boşluktaki ışık hızı olmak üzere M kütlesine r mesafesindeki etkilenmiş ışığın sapma açısı aşağıdaki formülle gösterilir.
Schwarzschild yarıçapı böyle de gösterilir . Daha basitçe
- şelinde ifade edilebilir.
Kütleçekimsel merceklenme araştırmaları
Kütleçekimsel merceklerin çoğu geçmişte yanlışlıkla keşfedilmiştir. Kuzey yarımküredeki kütleçekimsel mercek araştırmaları (Kozmik Mercek Tüm Gökyüzü Araştırması) New Mexico’daki Very Large Array (VLA) kullanılarak radyo frekanslarında yapılmıştır. Bu araştırmalar 22 yeni mercek sistemi keşfedilmesine izin vermiştir ve önemli bir kilometre taşı olmuştur. Çok uzaktaki nesnelerin bulunması için yapılan araştırmalara yepyeni bir pencere açtı böylece kozmolojik parametreler için değerler bulunabilir. Böylece evreni daha iyi anlayabileceğiz.
Güney yarımkürede yapılan benzer bir araştırma, kuzey yarımküredeki araştırmaları tamamlayıcı olması açısından ve diğer hedefleri elde etmek yolunda çok iyi bir adım olacaktır. Bu gibi bir araştırma, iyi kalibre edilmiş ve iyi parametreli alet ve verilerle yapılırsa, sonuç kuzey araştırmalarına benzer olması beklenebilir.
2009’da Science Daily’de yayınlanan makalede ABD’deki Lawrence Berkeley Ulusal Enerji Laboratuvarı Bölümünden bir kozmolog liderliğindeki bilim adamlarından oluşan bir ekip tarafından daha önce mümkün olduğundan çok daha eski ve küçük yapıların kütleçekimsel merceklenmenin kullanımında büyük ilerleme kaydetmişlerdir. Bu çalışmalar uzaktaki galaksilerdeki zayıf kütleçekimsel merceklenme üzerine yapılan ölçümlerin iyileştirilmesi sayesindedir.
Almanya Heidelberg’deki Max Planck Enstitüsü’nden astronomlar uzaktaki birçok kütleçekimsel mercek özelliği gösteren galaksinin NASA'nın Hubble Uzay Teleskobu kullanılarak isimlendirildiğini keşfetti. En uzak dörtlü görüntü merceksi galaksi biliniyor ve daha sonra Hubble Uzay Teleskobu ve Keck teleskobu ile görüntülenen, spektroskopi kullanılarak gök bilimcilerden oluşan uluslararası bir ekip tarafından daha da uzaktaki iki görüntülü merceksi galaksi keşfedilmiştir. IRC 0218 merceğinin keşfi ve analizi 23 Haziran 2014 tarihinde Astrophysical Journal Letters dergisinde yayınlandı.
30 Eylül 2013 tarihinde Physical Review Dergisi’nin çevrimiçi versiyonunda yayınlanan Montreal, Kanada’daki McGill Üniversitesi'nin yönettiği bir araştırma ile B - modları keşfedildi. Bunlar kütleçekimsel merceklenme etkisi nedeniyle oluşuyor. Bu keşif Ulusal Bilim Vakfı’nın Güney Kutbu Teleskobu kullanılarak ve Herschel Uzay Gözlemevi’nin yardımıyla yapılmıştır. Bu keşif, evrenimizin kökeni hakkındaki teorileri test etmeye olanak sunacak
Güneş’in kütleçekimsel merceklenmesi
Albert Einstein 1936 yılında, aynı yönde giden ışık ışınlarının Güneş’in kenarından geçtiğini tahmin etti. Bu ışın demetleri yaklaşık olarak Güneş’ten 542 Astronomi Birimi uzaklıktaki bir odak noktasında birleşiyor. Böylece, Güneş kütleçekimsel bir mercek gibi davranıyor ve uzaktaki nesneleri büyütüyor. Uzay aracının konumu gerekli görüldüğü zaman Güneş’e göre farklı hedefleri seçerek değiştirilebilir. Bu mesafe, Voyager 1 gibi uzay sondalarındaki ekipmanların kapasitesi ve işleyişinin çok ötesinde. Bilinen gezegenler ve cüce gezegenlerin de ötesinde, binlerce yıl uzaktaki 90377 Sedna son derece eliptik yörüngesinde daha da uzağa hareket edecek . 21-cm hidrojen çizgisindeki mikrodalgalar gibi, bu lens aracılığıyla potansiyel olarak yüksek yerlerdeki sinyallerin tespiti için bir uzay aracı bu mesafeye gönderilebilir. Bu, SETI araştırmalarının ilk günlerinde Frank Drake tarafından önerildi.Çok amaçlı uzay aracı SETISAIL ve sonraki FOCAL 1993 yılında ESA tarafından önerilmiştir. Ancak, zor bir görev olması bekleniyor. Eğer bir uzay aracı 542 Astronomik Birim’i geçerse, merceğin başarısı ve görüntü oluşturma yeteneği daha ilerilere gittikçe gelişerek devam edecek. Çünkü bu mesafelerde odağa gelen ışınlar Güneş’in taç küresinin sebep olduğu bozulmadan daha uzaktan geçecek.
Zayıf merceklenmeyi ölçmek
Kaiser (1995), Luppino ve Kaiser (1997) ve Hoekstra (1998) etkileri Point Yayılma Fonksiyonu’na dönüştüren (PSF) bir metot öne sürdüler. Bu yöntem (KSB +) mevcut zayıf merceklenme ölçümlerinde en yaygın kullanılan yöntemdir. Galaksiler rastgele rotasyonlara ve eğilimlere sahiptir. Bunun bir sonucu olarak, zayıf merceklerdeki kesme etkisi istatistiksel olarak belirleyici ile tespit edilmesi gerekir. Merceklenme ölçümlerindeki hatanın birincil kaynağı ile PSF ile merceklenmiş görüntünün kıvrılmasına bağlıdır. KSB yöntemi galaksi görüntüsünün eliptikliğini ölçer. Kesme eliptiklik ile doğru orantılıdır. Merceklenmiş görüntülerdeki nesneler, kütle kuadropol momentlerine göre parametrize edilmiştir. Mükemmel bir elips için, kütle kuadrupol momentleri kütle elliptiklik ile bağlantılıdır. KSB birincil avantajı matematiksel kolaylığı ve nispeten basit uygulamalarının olmasıdır. Bu, mevcut kozmik kesme araştırmaları için iyidir ancak araştırmaların bir sonraki aşaması (örn. LSST) KSB’nin sağlayabileceğinden çok daha iyi doğruluk gerektirebilir. Bu süre içinde, verilerin istatistiksel hataları ihmal edilebilir çünkü sistematik hatalar hakim olacaktır.
Galeri
- Abell 1689’in kütleçekimsel merceklenme etkisi (Hubble Uzay Teleskobu).
- Karanlık madde dağılımı- zayıf kütleçekimsel merceklenme (Hubble Uzay Teleskobu).
Ayrıca bakınız
Tarihsel tezler ve kaynakçalar
- Chwolson, O (1924). "Über eine mögliche Form fiktiver Doppelsterne". Astronomische Nachrichten. 221 (20). s. 329. Bibcode:1924AN....221..329C. doi:10.1002/asna.19242212003.
- Einstein, Albert (1936). "Lens-like Action of a Star by the Deviation of Light in the Gravitational Field". Science. 84 (2188). ss. 506-7. Bibcode:1936Sci....84..506E. doi:10.1126/science.84.2188.506. JSTOR 1663250. (PMID) 17769014.
- Renn, Jürgen; Tilman Sauer; John Stachel (1997). "The Origin of Gravitational Lensing: A Postscript to Einstein's 1936 Science paper". Science. 275 (5297). ss. 184-6. Bibcode:1997Sci...275..184R. doi:10.1126/science.275.5297.184. (PMID) 8985006.
Kaynakça
- Notlar
- ^ (5 Mart 2015). "Astronomers Observe Supernova and Find They're Watching Reruns". New York Times. 5 Mart 2015 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 5 Mart 2015.
- ^ "Gravity Lens – Part 2 (Great Moments in Science, ABS Science)". 18 Kasım 2008 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 22 Mayıs 2015.
- ^ . 16 Eylül 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 22 Mayıs 2015.
- ^ (2007). The Galactic Supermassive Black Hole. Princeton University Press. ss. 255-256. ISBN .
- ^ Dyson, F. W.; Eddington, A. S.; Davidson, C. (1 Ocak 1920). "A Determination of the Deflection of Light by the Sun's Gravitational Field, from Observations Made at the Total Eclipse of May 29, 1919". Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 220 (571-581). ss. 291-333. Bibcode:1920RSPTA.220..291D. doi:10.1098/rsta.1920.0009.
- ^ Walsh, D.; Carswell, R. F.; Weymann, R. J. (31 Mayıs 1979). "0957 + 561 A, B: twin quasistellar objects or gravitational lens?". Nature. 279 (5712). ss. 381-384. Bibcode:1979Natur.279..381W. doi:10.1038/279381a0. (PMID) 16068158.
- ^ "Cosmology: Weak gravitational lensing improves measurements of distant galaxies". 1 Mayıs 2015 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 26 Mayıs 2015.
- ^ Sci-News.com (21 Ekim 2013). . Sci-News.com. 23 Ekim 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 22 Ekim 2013.
- ^ van der Wel, A. (2013). "Discovery of a Quadruple Lens in CANDELS with a Record Lens Redshift". ApJ Letters. arXiv:1309.2826 $2. Bibcode:2013ApJ...777L..17V. doi:10.1088/2041-8205/777/1/L17.
- ^ Wong, K. (2014). "Discovery of a Strong Lensing Galaxy Embedded in a Cluster at z = 1.62". ApJ Letters. Cilt 789. ss. L31. arXiv:1405.3661 $2. Bibcode:2014ApJ...789L..31W. doi:10.1088/2041-8205/789/2/L31.
- ^ "ALMA Rewrites History of Universe's Stellar Baby Boom". ESO. 17 Mart 2013 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 2 Nisan 2013.
- Bibliyografya
- "Accidental Astrophysicists 16 Şubat 2012 tarihinde Wayback Machine sitesinde .". Science News, June 13, 2008.
- "". A Computer Program to visualize Gravitational Lenses, Francisco Frutos-Alfaro
- "". A Point Mass Gravitational Lens Simulation, Mark Boughen.
- Newbury, Pete, "". Institute of Applied Mathematics, The University of British Columbia.
- Cohen, N., "Gravity's Lens: Views of the New Cosmology", Wiley and Sons, 1988.
- "Q0957+561 Gravitational Lens 19 Nisan 2003 tarihinde Wayback Machine sitesinde .". Harvard.edu.
- "". Gsfc.nasa.gov.
- Bridges, Andrew, "Most distant known object in universe discovered 9 Temmuz 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde .". Associated Press. February 15, 2004. (Farthest galaxy found by gravitational lensing, using Abell 2218 and Hubble Space Telescope.)
- An unusual career path in gravitational lensing.
- "HST images of strong gravitational lenses 4 Haziran 2001 tarihinde Wayback Machine sitesinde .". Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
- "A planetary microlensing event 28 Ağustos 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde ." and "A Jovian-mass Planet in Microlensing Event OGLE-2005-BLG-071 10 Nisan 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde .", the first detections using microlensing.
- Gravitational lensing on arxiv.org 10 Nisan 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- NRAO CLASS home page 3 Haziran 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- AT20G survey 26 Mayıs 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- A diffraction limit on the gravitational lens effect (Bontz, R. J. and Haugan, M. P. "Astrophysics and Space Science" vol. 78, no. 1, p. 199-210. August 1981) 10 Nisan 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- Konuyla ilgili yayınlar
- Blandford & Narayan; Narayan, R (1992). "Cosmological applications of gravitational lensing". ARA&A. 30 (1). ss. 311-358. Bibcode:1992ARA&A..30..311B. doi:10.1146/annurev.aa.30.090192.001523.
- Matthias Bartelmann and Peter Schneider (17 Ağustos 2000). (PDF). 26 Şubat 2007 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 27 Mayıs 2015.
- Khavinson, Dmitry; Neumann, Genevra (Haziran–Temmuz 2008). "From Fundamental Theorem of Algebra to Astrophysics: A "Harmonious" Path" (PDF). Notices. 55 (6). AMS. ss. 666-675. 3 Mart 2016 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 27 Mayıs 2015..
- ; Levine, Harold; Wambsganss, Joachim (2001). Singularity Theory and Gravitational Lensing. Progress in Mathematical Physics. 21. Birkhäuser. 10 Şubat 2013 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 27 Mayıs 2015.
- Tools for the evaluation of the possibilities of using parallax measurements of gravitationally lensed sources (Stein Vidar Hagfors Haugan. June 2008)
Dış bağlantılar
Wikimedia Commons'ta Kütleçekimsel merceklenme ile ilgili ortam dosyaları bulunmaktadır. |
- Video: Evalyn Gates – Einstein's Telescope: The Search for Dark Matter and Dark Energy in the Universe 2 Eylül 2018 tarihinde Wayback Machine sitesinde ., presentation in Portland, Oregon, on April 19, 2009, from the author's recent book tour.
Bilimkurgu çalışmalarında ön plana çıkanlar
- Existence, by David Brin, 2012 22 Mayıs 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Genel gorelilikGenel bakis Tarihce Testler Einstein denklemleri Esdegerlik ilkesi Kara delik Kutlecekimsel dalga Kutlecekimsel mercek Olay ufku Schwarzschild cozumu TekillikIlgili basliklarAlbert Einstein Astrofizik Kozmoloji Kutlecekim Ozel gorelilik Riemann geometrisi Stephen Hawkingduzenle Kutlecekimsel merceklenme uzaktaki bir kaynak ile gozlemci arasindaki madde galaksi kumesi gibi dagilimini ifade eder Bu kaynaktan gelen isigin gozlemciye dogru yolculuk ederken kutlecekimsel merceklenme olayi sayesinde bukulmesi yetenegidir Bu etki Einstein in genel gorelilik teorisinin tahminlerinden biridir ve kutlecekimsel merceklenme olarak bilinir 1924 ve Frantisek Klin 1936 etkilerini ilk defa tartisanlardan biri olmustur Etkileri daha siklikla 1936 yilinda alanindaki en unlu makaleyi yayinlayan Einstein ile iliskilendirilmistir Fritz Zwicky 1937 yilinda bu etkinin galaksi kumelerinin kutlecekimsel mercek gibi davrandigina izin verdigini belirlemistir 1979 yilina kadar bu etki gozlemlerle dogrulanamadi Ikiz kuasar kesfedilen ilk kutlecekimsel mercek sistemidir TanimSDSS J1038 4849 galaksi kumelerinin kutlecekimsel merceklenme etkisiyle gulen suratmis gibi gorunmesine sebep olan yaylar olusur Optik mercegin tersine maksimum bukulme kutlecekimsel mercegin merkezine yakin minimum bukulme ise merkezden uzakta gerceklesir Sonuc olarak kutlecekimsel mercek tek bir odak noktasina sahip degildir Onun yerine odak cizgisi vardir Eger isik kaynagi mercek gibi davranan devasa gok cismi ile gozlemci duz bir dogrultu uzerinde bulunuyorlarsa gercek isik kaynagi mercek gibi davranan devasa gok cisminin etrafinda halka seklinde gorunur Eger bir hizalama varsa gozlemci halka yerine parcali yaylar gorecektir Bu olgu ilk defa 1924 yilinda fizikci tarafindan bahsedilmistir ve 1936 yilinda Albert Einstein tarafindan hesaplanmistir Bu siklikla literaturde Einstein halkasi olarak gecer Chwolson aki veya halka fotografinin yaricapi ile ingilenmemistir Daha cok mercek gibi davranan kutlelerin karmasik oldugu galaksi grubu veya galaksi kumesi gibi ve uzay zamanin kuresel carpitmasina neden olmayan yerlerde kaynagin mercek etrafinda parcali yaylara neden oldugu yerleri incelemistir Gozlemci ayni kaynagin coklu bozulmus resimlerini gorebilir Kaynagin mercegin gozlemcinin goreli konumlarina bagli olarak sayilari ve bicimleri degisebilir source source source source source source source source Kutlecekimsel merceklenme sayesinde aradan gecen galaksi arkasindaki galaksininin goruntusunu degistiriyor Uc tip kutlecekimsel merceklenme sinifi vardir 1 Guclu merceklenme Einstein halkasinin yaylarin ve coklu resimlerin olusumu gibi kolaylikla gorunen carpitmalarin oldugu yerler 2 Zayif merceklenme arka plandaki kaynaklarin carpitmalarinin cok daha kucuk oldugu yerler Bunlarin tespit edilebilmesi icin cok sayida kaynaga bakilarak sadece kucuk bir yuzdedeki uyumlu carpitmalarin bulunmasi gerekir Merceklenme statik olarak gosteriyor ki arka plandaki objelerin oncelikli gerilmeleri mercegin merkezi boyunca olan yone diktir Bicimlerin olculmesi ile ve uzaktaki cok sayida galaksinin uyum saglamasi herhangi bir bolgedeki merceklenmis alanin ortalama uyumu olculebilir Bu o bolgedeki kutle dagiliminin tekrar yapilmasi icin kullanilabilir Ozel olarak arka plandaki karanlik madde dagilimi tekrar yapilabilir Galaksiler ozunde eliptiklerdir ve zayif kutlecekimsel merceklenme sinyali cok kucuktur Galaksilerin cogu bu arastirmalarda kullanilmalidir Bu zayif mercek arastirmalari sistematik hataya sebep olabilecek onemli kaynaklardan dikkatlice arindirilmalidir Galaksilerin gercek yapilarinin kameranin tek bir noktaya odaklanma egilimi galaksinin seklini bozabilir ve gokbilimsel gorme nedeniyle bozulan resimler anlasilmalidir ve dikkatlice sayilmalidir Bu arastirmalarin sonuclari kozmolojik degisken tahminleri icin onemlidir Lamda CDM modelinin daha iyi anlasilmasi ve gelistirilebilmesi icin onemlidir ve diger kozmolojik gozlemlerinin kontrolunde tutarlilik sagliyor Bu arastirmalar ayni zamanda karanlik enerji uzerine yapilacak ilerideki kisitlamalari saglayabilir 3 Mikro merceklenme Sekilde hic bozulmanin olmadigi yerler gorulebilir Arka plandaki objeden alinan isigin miktari zamanla degisiyor Tipik bir durumda mercek etkisi gosteren obje samanyolundaki yildizlar olabilir arka plandaki kaynak uzak galaksideki bir yildiz olabilir Diger bir durumda ise cok uzaktaki kuasar bile olabilir Etki cok kucuktur guclu merceklenme durumundaki gibi gunes kutlesinin 100 milyar kati bir kutleye sahip bir galaksi bile sadece birkac aci saniyesi ile ayrilan coklu resimler uretebilir Galaksi kumeleri birkac aci dakikasi araliklar uretebilir Her iki durumda da galaksiler ve kaynaklar uzaktadirlar galaksimizden yuzlerce megaparsek uzakliginda Kutlecekimsel merceklenme butun elektromanyetik radyasyon cesitlerinde esit derecede davranir sadece gorunur isikta degil Zayif merceklenme etkisi kozmik mikrodalga arka plan isimasi icin calisilmistir ve ayni zamanda galaksi arastirmalari icin Guclu merceklenme radyo ve X ray bolgelerinde gozlenmistir Eger guclu mercekler coklu resimler uretiyorsa iki yol arasinda goreli bir zaman gecikmesi olacaktir Bir resimdeki merceklenmis obje diger resimden daha once gozlenecektir TarihceUzaktaki bir kaynaktan gelen isigin cok buyuk bir kutle tarafindan bukulmesi Turuncu oklar kaynagin gorunen konumlarini gosteriyor Beyaz oklar kaynagin gercek konumundan gelen isigin yolunu gosteriyor Galaksi kumeleri ve kara delik gibi cok buyuk kutleli cisimlerin etrafindaki uzayzaman bukulur ve galaksi gibi arka plandaki bir kaynaktan gelen isinlarin bukulmus uzay zaman boyunca yolunun degistirilmesi ile sonuclanir Bu mercek etkisi arka plandaki kaynagin resmini buyutur veya yolunu saptirir Genel gorelilik teorisine gore kutle uzay zamani yercekim alani olusturmak icin buker ve isigin bukulmesine neden olur Bu teori 1919 daki gunes tutulmasi sirasinda kanitlanmistir Arthur Eddington ve Gunes in cok yakinindan gecen yildizlardan gelen isigin biraz bukuldugunu gozlediler bu yuzden yildizlar gercek konumlarinin biraz disinda kaliyormus gibi gorunuyor Bu olusum Einstein carpisi olarak bilinir Uzaktaki ayni kuasarin dort resmi ondeki galaksi etrafinda guclu kutlecekimsel merceklenme etkisi nedeniyle boyle gorunuyor Einstein ayni zamanda astronomik cisimlerin de isigi bukebileceginin mumkun oldugunu fark etti Uygun kosullar altinda bir gozlemci tek bir kaynagin coklu resimlerini gozleyebilir Bu olay kutlecekimsel mercek veya bazen kutlecekimsel serap olarak adlandirilir Bununla birlikte onun dusuncesine gore sadece tek yildizin sebep oldugu yercekimsel mercegin buyuk olasilikla yakin gelecekte gozlenmeyecegi sonucuna varmistir 1937 yilinda Fritz Zwicky galaksinin bir kaynak gibi davranabildigi durumlari ilk defa dusunmustur Yaptigi hesaplamalara gore gozlemlerin ulasabilecegi aralikta iyi olmasi gerektigi sonucuna vardi Ilk kutlecekimsel mercegin kesfedildigi 1979 yilina kadar degildi Ilk kesfedilen kozmik mercek Ikiz QSO da olarak adlandirilmistir ve en basta iki ozdes gokyuzu cismi gibi gorunuyordu resmi adi 0957 561 SBS olarak belirlenmistir Bu yercekimsel mercek Dennis Walsh Bob Carswell ve Ray Weymann tarafindan Kitt Peak Ulusal Gozlemevi ndeki 2 1 metre capindaki teleskop kullanilarak tespit edilmistir 1980 lerde astronomlar CCD kameralar ve bilgisayarin birlikte kullanilmasiyla her gece milyonlarca yildizin parlakliginin olculebilecegini fark etti Galaksi merkezi veya Macellan bulutlari gibi yogun alanlarda her yil bircok mikro mercegin kesfedilme potansiyeli var Bu Optik Yercekimsel Merceklenme Deneyleri ne veya bununla baglantili yuzlerce alana efor harcanmasina izin verdi Uzay zaman egriliginin acisindan aciklanmasiKutlecekimsel merceklenme simulasyonu bir kara delik arkadaki galaksi boyunca ilerliyor Genel gorelilik teorisine gore isik uzay zamanin egriligini izler Bunun sonucu olarak isik buyuk bir nesnenin etrafinda gecerken bukulur Bu cisimden gelen isigin gozlemcinin gozune dogru bukulecegi anlamina geliyor Siradan bir mercegin yaptigi gibi Isik her zaman sabit bir hizda hareket eder Mercek etkisi isigin hizinin yonunu degistirir ancak buyuklugunde bir degisiklik yaratmaz Isik isinlari gelecek ve gecmis bolgeler arasinda bir sinirdir Kutlecekimsel etki arka plandaki bukulmus geometride bozulmamis objelerin hareketi veya alternatif olarak duz geometrideki kuvvetin karsiligi olarak gorulebilir G kutlecekim sabiti c bosluktaki isik hizi olmak uzere M kutlesine r mesafesindeki etkilenmis isigin sapma acisi asagidaki formulle gosterilir 8 4GMrc2 displaystyle theta frac 4GM rc 2 Schwarzschild yaricapi rs displaystyle r mathrm s boyle de gosterilir rs 2Gm c2 displaystyle r mathrm s 2Gm c 2 Daha basitce 8 2rsr displaystyle theta 2 frac r mathrm s r selinde ifade edilebilir Kutlecekimsel merceklenme arastirmalariKutlecekimsel merceklerin cogu gecmiste yanlislikla kesfedilmistir Kuzey yarimkuredeki kutlecekimsel mercek arastirmalari Kozmik Mercek Tum Gokyuzu Arastirmasi New Mexico daki Very Large Array VLA kullanilarak radyo frekanslarinda yapilmistir Bu arastirmalar 22 yeni mercek sistemi kesfedilmesine izin vermistir ve onemli bir kilometre tasi olmustur Cok uzaktaki nesnelerin bulunmasi icin yapilan arastirmalara yepyeni bir pencere acti boylece kozmolojik parametreler icin degerler bulunabilir Boylece evreni daha iyi anlayabilecegiz Bu resim NASA ESA nin Hubble Uzay Teleskobu ile elde edilmistir ve galaksi kumesi MACS J1206 i gosteriyor Guney yarimkurede yapilan benzer bir arastirma kuzey yarimkuredeki arastirmalari tamamlayici olmasi acisindan ve diger hedefleri elde etmek yolunda cok iyi bir adim olacaktir Bu gibi bir arastirma iyi kalibre edilmis ve iyi parametreli alet ve verilerle yapilirsa sonuc kuzey arastirmalarina benzer olmasi beklenebilir 2009 da Science Daily de yayinlanan makalede ABD deki Lawrence Berkeley Ulusal Enerji Laboratuvari Bolumunden bir kozmolog liderligindeki bilim adamlarindan olusan bir ekip tarafindan daha once mumkun oldugundan cok daha eski ve kucuk yapilarin kutlecekimsel merceklenmenin kullaniminda buyuk ilerleme kaydetmislerdir Bu calismalar uzaktaki galaksilerdeki zayif kutlecekimsel merceklenme uzerine yapilan olcumlerin iyilestirilmesi sayesindedir Almanya Heidelberg deki Max Planck Enstitusu nden astronomlar uzaktaki bircok kutlecekimsel mercek ozelligi gosteren galaksinin NASA nin Hubble Uzay Teleskobu kullanilarak isimlendirildigini kesfetti En uzak dortlu goruntu merceksi galaksi biliniyor ve daha sonra Hubble Uzay Teleskobu ve Keck teleskobu ile goruntulenen spektroskopi kullanilarak gok bilimcilerden olusan uluslararasi bir ekip tarafindan daha da uzaktaki iki goruntulu merceksi galaksi kesfedilmistir IRC 0218 merceginin kesfi ve analizi 23 Haziran 2014 tarihinde Astrophysical Journal Letters dergisinde yayinlandi 30 Eylul 2013 tarihinde Physical Review Dergisi nin cevrimici versiyonunda yayinlanan Montreal Kanada daki McGill Universitesi nin yonettigi bir arastirma ile B modlari kesfedildi Bunlar kutlecekimsel merceklenme etkisi nedeniyle olusuyor Bu kesif Ulusal Bilim Vakfi nin Guney Kutbu Teleskobu kullanilarak ve Herschel Uzay Gozlemevi nin yardimiyla yapilmistir Bu kesif evrenimizin kokeni hakkindaki teorileri test etmeye olanak sunacak Abell 2744 galaksi kumesi Son derece uzaktaki galaksiler kutlecekimsel merceklenme etkisi nedeniyle ortaya cikmistir 16 October 2014 Gunes in kutlecekimsel merceklenmesiAlbert Einstein 1936 yilinda ayni yonde giden isik isinlarinin Gunes in kenarindan gectigini tahmin etti Bu isin demetleri yaklasik olarak Gunes ten 542 Astronomi Birimi uzakliktaki bir odak noktasinda birlesiyor Boylece Gunes kutlecekimsel bir mercek gibi davraniyor ve uzaktaki nesneleri buyutuyor Uzay aracinin konumu gerekli goruldugu zaman Gunes e gore farkli hedefleri secerek degistirilebilir Bu mesafe Voyager 1 gibi uzay sondalarindaki ekipmanlarin kapasitesi ve isleyisinin cok otesinde Bilinen gezegenler ve cuce gezegenlerin de otesinde binlerce yil uzaktaki 90377 Sedna son derece eliptik yorungesinde daha da uzaga hareket edecek 21 cm hidrojen cizgisindeki mikrodalgalar gibi bu lens araciligiyla potansiyel olarak yuksek yerlerdeki sinyallerin tespiti icin bir uzay araci bu mesafeye gonderilebilir Bu SETI arastirmalarinin ilk gunlerinde Frank Drake tarafindan onerildi Cok amacli uzay araci SETISAIL ve sonraki FOCAL 1993 yilinda ESA tarafindan onerilmistir Ancak zor bir gorev olmasi bekleniyor Eger bir uzay araci 542 Astronomik Birim i gecerse mercegin basarisi ve goruntu olusturma yetenegi daha ilerilere gittikce geliserek devam edecek Cunku bu mesafelerde odaga gelen isinlar Gunes in tac kuresinin sebep oldugu bozulmadan daha uzaktan gececek Zayif merceklenmeyi olcmekKaiser 1995 Luppino ve Kaiser 1997 ve Hoekstra 1998 etkileri Point Yayilma Fonksiyonu na donusturen PSF bir metot one surduler Bu yontem KSB mevcut zayif merceklenme olcumlerinde en yaygin kullanilan yontemdir Galaksiler rastgele rotasyonlara ve egilimlere sahiptir Bunun bir sonucu olarak zayif merceklerdeki kesme etkisi istatistiksel olarak belirleyici ile tespit edilmesi gerekir Merceklenme olcumlerindeki hatanin birincil kaynagi ile PSF ile merceklenmis goruntunun kivrilmasina baglidir KSB yontemi galaksi goruntusunun eliptikligini olcer Kesme eliptiklik ile dogru orantilidir Merceklenmis goruntulerdeki nesneler kutle kuadropol momentlerine gore parametrize edilmistir Mukemmel bir elips icin kutle kuadrupol momentleri kutle elliptiklik ile baglantilidir KSB birincil avantaji matematiksel kolayligi ve nispeten basit uygulamalarinin olmasidir Bu mevcut kozmik kesme arastirmalari icin iyidir ancak arastirmalarin bir sonraki asamasi orn LSST KSB nin saglayabileceginden cok daha iyi dogruluk gerektirebilir Bu sure icinde verilerin istatistiksel hatalari ihmal edilebilir cunku sistematik hatalar hakim olacaktir GaleriAbell 1689 in kutlecekimsel merceklenme etkisi Hubble Uzay Teleskobu Karanlik madde dagilimi zayif kutlecekimsel merceklenme Hubble Uzay Teleskobu Uzaktaki bir yildiz olusum galaksisinin kutlecekimsel merceklenmesiAyrica bakinizEinstein halkasiTarihsel tezler ve kaynakcalarChwolson O 1924 Uber eine mogliche Form fiktiver Doppelsterne Astronomische Nachrichten 221 20 s 329 Bibcode 1924AN 221 329C doi 10 1002 asna 19242212003 Einstein Albert 1936 Lens like Action of a Star by the Deviation of Light in the Gravitational Field Science 84 2188 ss 506 7 Bibcode 1936Sci 84 506E doi 10 1126 science 84 2188 506 JSTOR 1663250 PMID 17769014 Renn Jurgen Tilman Sauer John Stachel 1997 The Origin of Gravitational Lensing A Postscript to Einstein s 1936 Science paper Science 275 5297 ss 184 6 Bibcode 1997Sci 275 184R doi 10 1126 science 275 5297 184 PMID 8985006 KaynakcaNotlar 5 Mart 2015 Astronomers Observe Supernova and Find They re Watching Reruns New York Times 5 Mart 2015 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 5 Mart 2015 Gravity Lens Part 2 Great Moments in Science ABS Science 18 Kasim 2008 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 22 Mayis 2015 16 Eylul 2014 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 22 Mayis 2015 2007 The Galactic Supermassive Black Hole Princeton University Press ss 255 256 ISBN 0 691 13129 5 Dyson F W Eddington A S Davidson C 1 Ocak 1920 A Determination of the Deflection of Light by the Sun s Gravitational Field from Observations Made at the Total Eclipse of May 29 1919 Philosophical Transactions of the Royal Society A Mathematical Physical and Engineering Sciences 220 571 581 ss 291 333 Bibcode 1920RSPTA 220 291D doi 10 1098 rsta 1920 0009 Walsh D Carswell R F Weymann R J 31 Mayis 1979 0957 561 A B twin quasistellar objects or gravitational lens Nature 279 5712 ss 381 384 Bibcode 1979Natur 279 381W doi 10 1038 279381a0 PMID 16068158 Cosmology Weak gravitational lensing improves measurements of distant galaxies 1 Mayis 2015 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 26 Mayis 2015 Sci News com 21 Ekim 2013 Sci News com 23 Ekim 2013 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 22 Ekim 2013 van der Wel A 2013 Discovery of a Quadruple Lens in CANDELS with a Record Lens Redshift ApJ Letters arXiv 1309 2826 2 Bibcode 2013ApJ 777L 17V doi 10 1088 2041 8205 777 1 L17 Wong K 2014 Discovery of a Strong Lensing Galaxy Embedded in a Cluster at z 1 62 ApJ Letters Cilt 789 ss L31 arXiv 1405 3661 2 Bibcode 2014ApJ 789L 31W doi 10 1088 2041 8205 789 2 L31 ALMA Rewrites History of Universe s Stellar Baby Boom ESO 17 Mart 2013 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 2 Nisan 2013 Bibliyografya Accidental Astrophysicists 16 Subat 2012 tarihinde Wayback Machine sitesinde Science News June 13 2008 A Computer Program to visualize Gravitational Lenses Francisco Frutos Alfaro A Point Mass Gravitational Lens Simulation Mark Boughen Newbury Pete Institute of Applied Mathematics The University of British Columbia Cohen N Gravity s Lens Views of the New Cosmology Wiley and Sons 1988 Q0957 561 Gravitational Lens 19 Nisan 2003 tarihinde Wayback Machine sitesinde Harvard edu Gsfc nasa gov Bridges Andrew Most distant known object in universe discovered 9 Temmuz 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde Associated Press February 15 2004 Farthest galaxy found by gravitational lensing using Abell 2218 and Hubble Space Telescope An unusual career path in gravitational lensing HST images of strong gravitational lenses 4 Haziran 2001 tarihinde Wayback Machine sitesinde Harvard Smithsonian Center for Astrophysics A planetary microlensing event 28 Agustos 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde and A Jovian mass Planet in Microlensing Event OGLE 2005 BLG 071 10 Nisan 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde the first detections using microlensing Gravitational lensing on arxiv org 10 Nisan 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde NRAO CLASS home page 3 Haziran 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde AT20G survey 26 Mayis 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde A diffraction limit on the gravitational lens effect Bontz R J and Haugan M P Astrophysics and Space Science vol 78 no 1 p 199 210 August 1981 10 Nisan 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde Konuyla ilgili yayinlarBlandford amp Narayan Narayan R 1992 Cosmological applications of gravitational lensing ARA amp A 30 1 ss 311 358 Bibcode 1992ARA amp A 30 311B doi 10 1146 annurev aa 30 090192 001523 Matthias Bartelmann and Peter Schneider 17 Agustos 2000 PDF 26 Subat 2007 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 27 Mayis 2015 Khavinson Dmitry Neumann Genevra Haziran Temmuz 2008 From Fundamental Theorem of Algebra to Astrophysics A Harmonious Path PDF Notices 55 6 AMS ss 666 675 3 Mart 2016 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 27 Mayis 2015 Levine Harold Wambsganss Joachim 2001 Singularity Theory and Gravitational Lensing Progress in Mathematical Physics 21 Birkhauser 10 Subat 2013 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 27 Mayis 2015 Tools for the evaluation of the possibilities of using parallax measurements of gravitationally lensed sources Stein Vidar Hagfors Haugan June 2008 Dis baglantilarWikimedia Commons ta Kutlecekimsel merceklenme ile ilgili ortam dosyalari bulunmaktadir Video Evalyn Gates Einstein s Telescope The Search for Dark Matter and Dark Energy in the Universe 2 Eylul 2018 tarihinde Wayback Machine sitesinde presentation in Portland Oregon on April 19 2009 from the author s recent book tour Bilimkurgu calismalarinda on plana cikanlar Existence by David Brin 2012 22 Mayis 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde