중력렌즈: 두 판 사이의 차이

빛의 경로는 중력렌즈의 중심에서 가장 많이 휘어지고, 먼 곳에서는 적게 휘어진다. 이는 광학 렌즈와는 반대된다. 그 결과 중력렌즈 효과에서는 초점이 존재하지 않는다. 빛을 내는 광원과, 렌즈 효과를 내는 거대한 천체, 그리고 관찰자가 직선상에 있다고 가정한다면, 광원은 거대한 천체의 주위에 링으로 나타나게 될 것이다. 또한, 직선상에 있지 않고 어긋나있다면어긋나 있다면 활처럼 휜 모양을 볼수 있을 것이다. 이러한 현상은 1924년에 세인트 피터스버그(St. Petersburg)의 물리학자 Orest Chwolson,<ref>[http://www.abc.net.au/science/k2/moments/gmis9737.htm Gravity Lens - Part 2 (Great Moments in Science, ABS Science)]</ref> 에 의해 처음 언급되었고, 1936년에 [[아인슈타인]]에 의해 정량화 되었으며, 종종 문헌에서 “[[아인슈타인 링]]”이라고 언급되었다. 일반적으로 중력 렌즈의 질량 분포가 복잡하고, 시공의 왜곡이 구형이 아니기 때문에, 광원은 렌즈 주위에 드문드문 흩뿌려져 있는 원호의 모양을 하게 되며, 관측자는 같은 광원이 중력 렌즈에 의해 왜곡되어 다수의 상으로 나타나는 현상을 관찰하게 된다. 관찰되는 광원의 모양과 수는, 중력 렌즈를 포함하여 관측 선상에 있는 모든 물체에 의한 중력장에 의해 결정된다.

많은 수의 멀리 떨어진 은하의 형태와 특성을 측정하고 측정값들의 평균치로 부터 중력 렌즈효과가 얻어진다. 이 측정값으로부터 공간의 질량분포, 특히 [[암흑 물질]] 분포를 재구성할 수 있다. 은하는 본질적으로 타원형이고, 약한 중력렌즈효과는 작으므로, 아주 많은 수의 은하들이 이 연구에 사용된다. 약한 중력렌즈 효과 연구에서는 주요한 광원에 의해 발생하는 통계적 오류를 조심해야 하며, 은하의 모양을 왜곡시키는 카메라의 점 퍼짐 현상과 대기층의 영향이 주의 깊게 이해이해되어야 되어야한다한다. 이러한 연구 결과를 통해 우주론의 매개변수들에 대한 연구가 가능하며, 특히 [[암흑 에너지]]에 대한 정보를 얻을 수 있고, 이를 통해 [[ΛCDM 모형]]을 검증/발전시키는 것이 가능하다.

중력렌즈 효과를 이용하여 “중력 망원경(gravitational telescopes)"을 고안할 수 있다. 중력망원경은 천체 뒤에 있는 빛을 모으고, 많은 미약한 천체를 밝고 크게 만들기 때문에, 이러한 천체에 대한 연구가 더욱 쉬워질 것이다. [[캘리포니아공과대학]]의 과학자들은 [[허블우주망원경]]의 이미지를 이용하여 은하단 [[아벨 2218]]은하단에 의한 강한 중력렌즈효과를 통해 더 멀리 있는 천체를 연구하였다. 비슷하게, 미소렌즈효과는 광원이 되는 별의 추가적인 정보를 얻는데얻는 데 사용된다.<ref>{{웹 인용 |url=http://www.phys.canterbury.ac.nz/moa/stellar_atmospheres.html |제목=Stellar Atmospheres |publisher=MOA collaboration}}</ref>. 만약 광원이 되는 별이 쌍성계라면, 궤도의 움직임 또한 관측될 수 있다. ([[xallarap]] 효과)

중력렌즈 효과를 만드는 천체 그 자체를 연구하기 위해 중력렌즈 효과를 관찰할 수 있다. 이 방법은 특히 천체의 질량을 측정하는 데 이용되며, 천체가 만드는 빛에 의한 측정과는 독립적인 관찰이므로 두 측정을 비교하는 연구가 가능하다. 또한 블랙홀과 같이 빛에 의한 관측이 되지 않는 경우에 유용하다. 미소렌즈효과를 통해 (중력렌즈 효과를 만드는) 비교적 작은 천체에대한천체에 대한 정보를 얻을 수 있는데, 예를 들어 우리은하 안에있는 MACHOs나 [[외계 행성]](태양계저편에 행성들)의 정보를 얻을 수 있다. 태양계 밖에있는밖에 있는 세 개의 행성은 이러한 방법으로 찾았으며, 지구형 행성의 발견도 기대할 수 있다. Microlensing Observations in Astrophysics(MOA) Probing Lensing Anomalies Network(PLANET)는 이와 같은 연구를 목적으로 한다.

전면에 있는 [[은하단]]에 의한 강한 중력렌즈효과와 약한 중력렌즈효과를 이용하면 [[암흑 물질]]의 양과 분포도 연구할 수 있다. [[파일:789px-COSMOS_3D_dark_matter_map.jpg‎|thumb|right|암흑물질의 삼차원 분포 지도. 허블우주망원경의 약한중력렌즈효과약한 중력렌즈효과 측정으로부터 재구성되었다]] 이를 포함하여 전면 렌즈 안에서의 질량분포가 이해된다면, [[암흑 에너지]]와 [[허블상수]]로 기술되는 우주의 팽창 효과를 더욱 정확히 이해 할 수 있다.