What is Gravitational Lens? | गुरुत्वाकर्षण लेंस क्या है?
एक गुरुत्वाकर्षण लेंस एक दूर के प्रकाश स्रोत और एक पर्यवेक्षक के बीच पदार्थ का एक वितरण है, जो स्रोत से प्रकाश को झुकने में सक्षम है क्योंकि प्रकाश पर्यवेक्षक की ओर यात्रा करता है। इस प्रभाव को गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग के रूप में जाना जाता है, और झुकने की मात्रा अल्बर्ट आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत की भविष्यवाणियों में से एक है।
हालांकि आइंस्टीन ने 1912 में इस विषय पर अप्रकाशित गणना की, ऑर्स्ट ख्वोलसन (1924) और फ्रांटिसेक लिंक (1936) को आम तौर पर प्रिंट में प्रभाव पर चर्चा करने के लिए सबसे पहले श्रेय दिया जाता है। हालांकि, यह प्रभाव आमतौर पर आइंस्टीन के साथ जुड़ा हुआ है, जिन्होंने 1936 में इस विषय पर एक लेख प्रकाशित किया था।
1937 में फ्रिट्ज़ ज़्विकी ने कहा कि प्रभाव आकाशगंगा समूहों को गुरुत्वाकर्षण लेंस के रूप में कार्य करने की अनुमति दे सकता है। यह 1979 तक तथाकथित ट्विन QSO SBS 0957 + 561 के अवलोकन से इस आशय की पुष्टि नहीं हुई थी।
एक ऑप्टिकल लेंस के विपरीत, एक गुरुत्वाकर्षण लेंस प्रकाश का अधिकतम विक्षेपण पैदा करता है जो इसके केंद्र के सबसे करीब से गुजरता है, और प्रकाश का एक न्यूनतम विक्षेपण जो इसके केंद्र से सबसे दूर की यात्रा करता है। नतीजतन, एक गुरुत्वाकर्षण लेंस का कोई एकल केंद्र बिंदु नहीं है, बल्कि एक फोकल रेखा है। गुरुत्वाकर्षण प्रकाश के विक्षेपण के संदर्भ में "लेंस" शब्द का पहली बार उपयोग ओ.जे. लॉज, जिन्होंने टिप्पणी की कि यह "यह कहने की अनुमति नहीं है कि सौर गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र एक लेंस की तरह काम करता है, क्योंकि इसकी कोई फोकल लंबाई नहीं है"। यदि स्रोत, विशाल लेंसिंग ऑब्जेक्ट, और प्रेक्षक एक सीधी रेखा में स्थित है, तो मूल प्रकाश स्रोत बड़े पैमाने पर लेंसिंग ऑब्जेक्ट के चारों ओर एक रिंग के रूप में दिखाई देगा। यदि कोई मिसलिग्न्मेंट है, तो पर्यवेक्षक इसके बजाय एक आर्क सेगमेंट देखेगा। इस घटना का उल्लेख पहली बार 1924 में सेंट पीटर्सबर्ग के भौतिक विज्ञानी ऑरेस्ट ख्वोलसन द्वारा किया गया था, और 1936 में अल्बर्ट आइंस्टीन द्वारा इसकी मात्रा निर्धारित की गई थी। इसे आमतौर पर साहित्य में आइंस्टीन की अंगूठी के रूप में संदर्भित किया जाता है, क्योंकि ख्वोलसन को प्रवाह या त्रिज्या के साथ खुद की चिंता नहीं है। रिंग इमेज। अधिक सामान्यतः, जहां लेंसिंग द्रव्यमान जटिल है और स्पेसटाइम के गोलाकार विरूपण का कारण नहीं है, स्रोत लेंस के चारों ओर बिखरे हुए आंशिक आर्क्स जैसा होगा। पर्यवेक्षक तब उसी स्रोत के कई विकृत चित्र देख सकता है; स्रोत, लेंस और प्रेक्षक के सापेक्ष पदों और लेंसिंग ऑब्जेक्ट के गुरुत्वाकर्षण कुएं के आकार के आधार पर इन की संख्या और आकार।
गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग के तीन वर्ग हैं:
1. मजबूत लेंसिंग: जहां आसानी से दिखाई देने वाली विकृतियां होती हैं जैसे कि आइंस्टीन के छल्ले, आर्क, और कई छवियों का निर्माण।
2. कमजोर लेंसिंग: जहां पृष्ठभूमि स्रोतों की विकृतियां बहुत छोटी होती हैं और केवल कुछ प्रतिशत के सुसंगत विकृतियों का पता लगाने के लिए सांख्यिकीय तरीके से बड़ी संख्या में स्रोतों का विश्लेषण करके इसका पता लगाया जा सकता है। लेंसिंग सांख्यिकीय रूप से दिखाई देता है जो कि लेंस के केंद्र की दिशा में लंबवत पृष्ठभूमि वस्तुओं के पसंदीदा खिंचाव के रूप में होता है। बड़ी संख्या में दूर की आकाशगंगाओं की आकृतियों और झुकावों को मापकर, किसी भी क्षेत्र में लेंसिंग क्षेत्र के कतरे को मापने के लिए उनकी अभिविन्यासों को औसत किया जा सकता है। यह, बदले में, क्षेत्र में बड़े पैमाने पर वितरण को फिर से संगठित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है: विशेष रूप से, अंधेरे पदार्थ की पृष्ठभूमि वितरण को फिर से संगठित किया जा सकता है। चूँकि आकाशगंगाएँ आंतरिक रूप से अण्डाकार होती हैं और कमजोर गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग सिग्नल छोटा होता है, इसलिए इन सर्वेक्षणों में बड़ी संख्या में आकाशगंगाओं का उपयोग किया जाना चाहिए। इन कमजोर लेंसिंग सर्वेक्षणों को सावधानीपूर्वक व्यवस्थित त्रुटि के कई महत्वपूर्ण स्रोतों से बचना चाहिए: आकाशगंगाओं की आंतरिक आकृति, एक आकाशगंगा के आकार को विकृत करने के लिए एक कैमरा के बिंदु प्रसार की प्रवृत्ति और छवियों को विकृत करने के लिए वायुमंडलीय देखने की प्रवृत्ति को समझना चाहिए और ध्यान से हिसाब लगाया। इन सर्वेक्षणों के परिणाम लाम्बडा-सीडीएम मॉडल को बेहतर ढंग से समझने और सुधारने के लिए, और अन्य ब्रह्माण्ड संबंधी टिप्पणियों पर एक स्थिरता की जांच प्रदान करने के लिए, कॉस्मोलॉजिकल पैरामीटर आकलन के लिए महत्वपूर्ण हैं। वे अंधेरे ऊर्जा पर भविष्य की एक महत्वपूर्ण बाधा भी प्रदान कर सकते हैं।
3. माइक्रोलाइनिंग: जहां आकार में कोई विकृति नहीं देखी जा सकती है, लेकिन एक पृष्ठभूमि वस्तु से प्राप्त प्रकाश की मात्रा समय में बदल जाती है। लेंसिंग ऑब्जेक्ट एक विशिष्ट मामले में मिल्की वे में सितारे हो सकते हैं, पृष्ठभूमि स्रोत एक दूरस्थ आकाशगंगा में सितारों के होने के साथ, या किसी अन्य मामले में, एक और भी दूर के क्वासर में। इसका प्रभाव छोटा है, जैसे कि एक आकाशगंगा जो 100 बिलियन से अधिक बार बड़े पैमाने पर होती है, जो सूर्य के केवल कुछ चापों द्वारा अलग-अलग कई छवियों का उत्पादन करेगी। गैलेक्सी क्लस्टर कई आर्कमिन्यूट्स के पृथक्करण का उत्पादन कर सकते हैं। दोनों ही मामलों में आकाशगंगाएं और स्रोत काफी दूर हैं, हमारे गैलेक्सी से कई सैकड़ों मेगापरसेक दूर हैं।
गुरुत्वाकर्षण लेंस सभी प्रकार के विद्युत चुम्बकीय विकिरण पर समान रूप से कार्य करते हैं, न कि केवल दृश्य प्रकाश। कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड के साथ-साथ आकाशगंगा सर्वेक्षणों के लिए कमजोर लेंसिंग प्रभावों का अध्ययन किया जा रहा है। मजबूत लेंस रेडियो और एक्स-रे शासनों में भी देखे गए हैं। यदि एक मजबूत लेंस कई छवियों का उत्पादन करता है, तो दो रास्तों के बीच एक सापेक्ष समय देरी होगी: अर्थात्, एक छवि में लेंस वाली वस्तु को दूसरी छवि से पहले मनाया जाएगा।
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