凸透镜的作用 路口凸透镜的作用

作为一名萌新，我对暗物质的了解仅仅是它解释了为什么看上去宇宙膨胀的速率在增加。我突然想到光传播得越远，它穿过的重力场就更多。是否可能是透镜效应通过放大，使光发生了蓝移，减少了红移，所以更近的光源发出的光有更大的平均红移，给人一种膨胀的速率再增加的感觉？

图解：上图右侧为遥远的星系在可见光波段的光谱，与图左侧太阳的光谱比较，可以看见谱线朝红色的方向移动，即波长增加（频率降低）

光在宇宙中传播的过程中的确穿过了引力场。然而很棒的事是光（除非光源在势阱的中央）进入任何重力井都必须从中“爬”出来。所以穿过这些势阱的光的多普勒频移是零。

我对此并不是完全确定，手头上没有相关资料可供查阅，但是回想我对透镜效应的印象，是透镜另一侧光源发出的光被放大了，并在光源周围发生反射了吗？这个效应的原理是什么？光的聚焦。它对光的波长的要求又是什么？它可以包含纵波吗？这就是关于我想法的逻辑链。

在引力透镜中发生的是：光所在的区域变小了（看样子光被聚焦了），所以表面的光度增加了-当然整体的亮度总是保持不变的。

所以频率并不受到影响？

如果光子穿过引力势阱它们将得到和它们出去时相反的引力多普勒频移，所以引力网效应为零并且频率保持不变。

为什么光子（光源区域）在离开的时候不会发散，而和它们被聚焦之前的时候一样。

当光线经过一个巨大物体的附近时，它们会向内弯曲，使得原本会在大面积上散开的光线都集中在一个地方。这就是为什么物体的像看起来会更亮。这相比于光子从引力势阱中穿梭时得失能量是完全不同的效应。在这个网站上有一个非常棒的关于引力透镜的辅导资料。

相关延伸阅读

爱因斯坦的广义相对论一个具有极高质量的物体可以扭曲空间并使光路弯曲。所以像星系团这种大质量的物体可以看作一个引力透镜。当一个在星系团后面的物体发出的光经过它时，光在聚焦处形成了一个光源的像。这个像可能是通过透镜被放大、扭曲或倍增的，这取决于光源相对于透镜的位置。

引力透镜产生的像的特点取决于观察者、透镜、透镜后的物体是否在一条直线上。如果直线非常完美，就会形成如左图所示的爱因斯坦环。这个物体是被英格兰焦德雷尔班克观测站的射电天文学家们发现的，通过一个中距离的椭圆星系。

如果三个星体形成的直线不是完美的，那么将会形成多个像而不是一个环了。右边的这个物体叫做爱因斯坦十字，它展现了四个来自于一个遥远类星体的像，这个类星体的红位移量z=1.7（译者注：z为光谱的位移指数Z=△λ/λ），而被夹在中间充当透镜的是一个红位移量z=0.04的螺旋星系。哈勃望远镜获取的图片经过处理后将螺旋星系和类星体的图像分离了出来。

当引力透镜位于观察者和遥远的被成像物体的中间附近时，它的效果是最显著的。透镜效应对物体亮度的放大比例，随着视线接近于“透镜“而增大。“透镜”可以把物体的亮度放大许多倍，倍数甚至能超过100-这就意味着透镜效应给我们提供了“看”到10倍距离以外的物体的可能。（译者注：观测亮度与距离的平方呈反比，Brightness（观测亮度）=Luminosity (实际亮度)/4pi（d）^2）

一颗恒星对银河系中的一个物体的微引力透镜作用，来自于大型天体物理致密晕物体项目

我们能够看到三种引力透镜

恒星/星体遗迹/褐矮星/行星-当银河系中的一个物体从我们和一颗遥远的恒星之间穿过时，它将聚焦遥远星体发出的光，并增强它们的亮度，如上图的曲线所示。这种类型的引力透镜效应在一个靠近我们银河系的叫做大麦哲伦云的小星系中被观测到。

星系-大质量的星系同样可以扮演引力透镜的角色。星系后面的光源发出的光经过星系时被弯曲了，经过聚焦形成了光源的像。

星系群-一个大质量的星系群可以形成来自于一个它后方遥远物体的像，通常是以一段膨胀的弧（爱因斯坦环中的一个区域）的形式出现。星系群的引力透镜效应能让我们观察到由于距离太远或者亮度太微弱而不能直接观测的物体。而且，能观察到非常遥远的物体意味着可以观测到很久以前的现象，因此我们就能获取早期宇宙的信息。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. 中子星-Karen Masters

如有相关内容侵权，请于三十日以内联系作者删除

转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处