¿Alguien puede explicar el concepto o lo que se entiende por lente gravitacional?

Hay varias formas de verlo.

La descripción más correcta es que la luz sigue a las geodésicas , caminos con el menor tiempo transcurrido a la velocidad de la luz, y cuando el espacio-tiempo se “deforma” por la presencia de grandes masas, estas geodésicas ya no son lo que percibimos como líneas rectas. La analogía utilizada es “grandes círculos” en la superficie de la Tierra. Lamentablemente no tengo idea de cómo “hacer la óptica” en GR.

Una imagen más newtoniana es que los fotones son partículas y son atraídos por la gravedad, en cuyo caso no es sorprendente que un rayo de luz pase una gran masa (como el Sol, o mejor aún, el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia) se dobla “hacia adentro” hacia la línea directa desde el centro de esa masa hasta nuestro globo ocular. Los rayos que recorren todos los lados de la masa se doblan hacia adentro y se unen en nuestro globo ocular (si nuestro globo ocular está en el lugar correcto, el “punto focal”).

Ahora, a diferencia de las lindas lentes parabólicas, esto no “representa” todos los puntos de la fuente en el mismo plano focal; entonces, mientras produce distorsiones obvias en imágenes de campos estelares distantes que están “detrás” de una gran masa, no proporciona un telescopio frío … ¿o sí?

Supongamos que deseamos ver un sistema solar distante con una resolución mucho mejor. Podríamos instalar una gran variedad de telescopios en el lado opuesto del Sol desde nuestro objetivo y usarlo como un gran telescopio de fase computada para producir una vista increíblemente de alta resolución. Esta idea se ha utilizado en al menos una novela de SF (¡lamentablemente, no recuerdo cuál!), Pero nadie me ha dicho qué hay de malo en el concepto.

La lente gravitacional es muy similar a la curvatura normal de las ondas de luz por una lente, pero en lugar de la curvatura del vidrio que dobla la luz, es la curvatura del espacio-tiempo.

Según la relatividad general, el espacio-tiempo se dobla por la gravedad intensa hasta el punto de que también afecta el camino de la luz. El caso extremo es cuando un rayo de luz que pasa a través de un agujero negro se ve obligado a rodear el agujero negro más allá del horizonte de sucesos “para siempre”. En otras palabras, decimos que la luz no puede escapar del agujero negro, que de hecho es la curvatura extrema de la onda de luz para hacer que circule el agujero negro infinitamente.

En una gravedad menos extrema como la de nuestro sol, las ondas de luz, provenientes de las estrellas detrás del sol, se desvían pero no se ‘absorben’. Estas desviaciones son significativas y se predicen con mucha precisión por la Relatividad General de Einstein. La prueba de estas desviaciones fue observada por Arthur Eddington en el eclipse solar de 1919 y nuevamente en 1922, pero no fue completamente aceptada hasta la década de 1960. Ahora la lente gravitacional es un fenómeno bien aceptado y se usa ampliamente para mapear galaxias distantes.

Aquí hay una buena fuente si desea nadar más. Una breve historia de la lente gravitacional.

Además de la gran respuesta de Stephen Perrenod, simplemente copiaré y pegaré mi explicación de lentes de una pregunta similar que hizo:

¿Es real la lente gravitacional?

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Lensing es definitivamente real. Los astrónomos observan objetos con lentes todo el tiempo.

Entonces, ¿qué causa las lentes?

Cuando un objeto distante emite luz en todas las direcciones, una parte de esta luz se dirigirá hacia la Tierra. Esta luz es lo que veríamos si no hubiera una lente gravitacional presente. Otra porción de la luz se dirigirá exactamente en dirección opuesta a la Tierra, y nunca la veremos. Pero, una pequeña porción de la luz simplemente echará de menos la Tierra.

Pero, la relatividad general nos dice que la gravedad afecta a la luz. Esto significa que si coloca una llamada “lente gravitacional” entre el observador y el objeto, tenga en cuenta que la lente debe ser lo suficientemente masiva, esa porción de la luz que “faltaba” a la Tierra se ha redirigido ligeramente hacia la tierra. Aquí hay un excelente diagrama:

En el caso perfecto donde la lente, el objeto y el observador se encuentran a lo largo de un eje, esto resulta en bellas imágenes conocidas como anillos de Einstein :

Además de la respuesta de San Mann, algunos de los hechos interesantes serían la formación de anillos de Einstein, donde la fuente aparece como un anillo alrededor del objeto de lente (solo si el objeto de lente de fuente y el observador se encuentran en línea recta)
o como un arco si hay una desviación de la alineación recta. Varios experimentos en diferentes clases de lentes gravitacionales han conducido al descubrimiento de muchos planetas extrasolares, aunque son solo un subproducto del proyecto OGLE destinado a descubrir la materia oscura, que es el componente principal del universo.
Lente gravitacional
Experimento de lentes gravitacionales ópticas

Según la Relatividad general, la presencia de curvas de masa en el espacio, y cualquier cosa que viaje a través de ese espacio en caída libre seguirá esa curva, y la luz no es una excepción. Cuanto más grande es la masa, y cuanto más cerca esté, más curvatura hay. Si su velocidad coincide con la curvatura, estará en órbita alrededor de la masa, pero si su velocidad es mucho mayor que la curvatura, su trayectoria se doblará, pero escapará.

Entonces, un rayo de luz puede doblarse a medida que pasa una masa. El efecto es muy pequeño (porque la luz va muy rápido), y los detalles y la fórmula necesarios son bastante diferentes a los lentes de una cámara, pero debido a que tanto un lente de vidrio como la gravedad pueden doblar la luz, este último ha sido llamado “lente gravitacional”

Necesita trozos de materia del tamaño de una estrella para cambiar de manera considerable el camino de la luz. Una de las formas en que se probó la relatividad general fue mirar mientras una estrella distante estaba ocluida detrás de nuestro sol, la posición de la estrella en relación con el fondo parece cambiar a medida que su luz que nos llega tiene que profundizar en el campo gravitacional de nuestro sol y obtener doblado más y más. Pruebas de relatividad general.

Ahora imagine una estrella muy lejos, y otra estrella directamente detrás de ella pero dos veces más lejos. No puedes ver la segunda estrella porque está escondida detrás de la primera estrella, ¿verdad? ¡No exactamente! Un fotón que pasa desde la segunda estrella cerca de la primera estrella será doblado por la gravedad de las estrellas más cercanas, y a cierta distancia se doblará lo suficiente como para que su nueva dirección sea hacia nosotros, ¡y lo vemos! Por simetría, puede ver que esta cierta distancia forma un círculo alrededor de la primera estrella, donde siempre ocurrirá la cantidad correcta de flexión; es decir, veremos un anillo de luz alrededor de la primera estrella, y se debe a la lente gravitacional alrededor de una alineación casi perfecta de dos objetos astronómicos. Esto se llama un anillo de Einstein porque es un anillo de luz causado por los efectos de la teoría de la relatividad general de Einstein.

Es bastante raro (el espacio es MUY grande) que dos objetos estén exactamente alineados de esta manera. Por lo general, obtienes todo tipo de imágenes extrañas distorsionadas, e incluso múltiples imágenes del mismo objeto (como esos espejos divertidos y locos en la feria local) Pero debido a que se entiende la física de cómo se produce la flexión, estas imágenes se pueden usar para reconstruir lo que El objeto detrás realmente se parece. Si la masa en primer plano no es puntual (digamos una galaxia), incluso podemos calcular algunas de sus propiedades (distribución de masa, etc.) Lentes gravitacionales – Wikipedia en inglés simple, la enciclopedia libre

Una analogía razonable a la curvatura de la luz es la siguiente (y no seguiré la pelota estándar en un trampolín porque en mi analogía puedes sentir lo que está sucediendo en lugar de solo observarlo) La mejor manera de sentir la gravedad la curvatura consiste en subirse a una bicicleta y dar algunas vueltas alrededor de su velódromo local (o su cuenco de skateboard local) donde las curvas también están inclinadas. Cuando su velocidad coincide con el banco de la esquina, parece que se desliza sin esfuerzo alrededor de la curva a pesar de que no está cerca de la vertical al suelo, su vertical “local” está en la superficie de las pistas. Intenta ir más rápido y te hará girar hacia arriba en la pista, ir más lento y bajarás en la pista. Ahora imagina que estás en un trineo de cohetes (rayo de luz). Llegarás a la esquina, girarás ligeramente y saldrás volando de la pista en una dirección ligeramente diferente a la que te acercaste a la curva. ¡La gravedad curva bien el espacio, y es tu “vertical local” que tú (así como la luz) sigues a través de esta curva!

¡Espero que esto ayude!

¿Alguna vez has oído hablar del anillo de Einstein ? La imagen de abajo es un anillo de Einstein. Tenga en cuenta que las estrellas azules alrededor del centro son en realidad las imágenes de la misma estrella. Este es uno de los fenómenos alucinantes que surgen debido a la lente gravitacional .

Explicación:
Entonces, básicamente, el fenómeno es que la gravedad afecta todo, incluso la luz. Entonces, si algún objeto pesado se encuentra justo entre un objeto brillante y la tierra, los rayos del objeto brillante se enfocan debido a la gravedad del objeto masivo, al igual que lo haría cualquier lente.

Esto, a su vez, crea la imagen virtual del objeto brillante alrededor del objeto masivo.

¿No es nuestro universo simplemente fascinante?

Fuentes: anillo de Einstein, lente gravitacional

Desde el punto de vista de Newton, todos los objetos con masa tiraron de todos los demás objetos con masa. La fuerza de la fuerza era proporcional al producto de las dos masas que se atraían entre sí, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. Así es como los objetos “caen”. Como la luz no tiene masa, la ecuación de Newton predijo que la gravedad no la atraerá hacia nada, sin importar cuán masiva sea.

Sin embargo, según la Relatividad general, la luz se ve afectada de la misma manera que la gravedad afecta a la materia. La gravedad deforma o distorsiona el espacio, por lo que debemos ver la gravedad no en términos de fuerza, sino como consecuencia de la “forma” del universo. Todos los objetos con masa alteran la curvatura del ‘espacio-tiempo’, el tejido de cuatro dimensiones del universo. Los objetos que se mueven a través del espacio-tiempo solo siguen las curvas que se han creado.

Cuando la luz de una fuente distante se dobla cuando pasa una estrella o galaxia masiva como lo observa un observador, se conoce como lente gravitacional y es una de las predicciones de la relatividad general. Podemos verlo de otra manera: la luz no se ve afectada por la gravedad, sino que simplemente sigue la curvatura del espacio-tiempo, por lo tanto, cuando la luz pasa alrededor de un objeto masivo, parece estar doblada. Esto significa que la luz de un objeto en el otro lado de un objeto masivo se inclinará hacia un observador, al igual que una lente, de ahí el nombre de ‘lente’ gravitacional.

Según la relatividad general, la masa se dobla espacio-tiempo causando el efecto que conocemos como gravedad. Más la masa del objeto, más se dobla el espacio-tiempo.

Por lo tanto, el campo gravitacional de un objeto realmente masivo se extiende lejos en el espacio. Esto hace que los rayos de luz que pasan cerca del objeto (o a través de su campo) se doblen y vuelvan a enfocar. Es decir, la masa dobla la luz. Incluso la masa de nuestros propios cuerpos hará que la luz pase cerca de nosotros un poco, aunque el efecto es demasiado pequeño para medirlo. Las lentes gravitacionales pueden considerarse análogas a las lentes que doblan la luz por refracción. Cuanto más ópticamente densa es la lente, más dobla la luz. Del mismo modo, cuanto mayor es la masa, más se dobla la luz.

La gravedad es algo gracioso. No solo te arrastra a ti, a mí, a los planetas, las lunas y las estrellas, sino que incluso puede doblar la luz. Y una vez que estás doblando la luz, bueno, tienes un telescopio. Todos aquí estamos familiarizados con las aplicaciones prácticas de la gravedad.

Para mantener nuestros pies en el suelo y nuestro planeta en el lugar correcto alrededor de nuestro Sol, ¡la gravedad es una fuerza increíble!

La fuerza debida a la gravedad tiene toda una bolsa de trucos y alcanza distancias universales. Pero uno de sus mejores trucos es cómo actúa como una lente, magnificando objetos distantes para la astronomía. Gracias a la teoría general de la relatividad , sabemos que la masa curva el espacio a su alrededor. La teoría también predijo la lente gravitacional, un efecto secundario de la luz que viaja a lo largo de la curvatura del espacio y el tiempo donde la luz que pasa cerca de un objeto masivo se desvía ligeramente hacia la masa. Fue observado por primera vez por Arthur Eddington y Frank Watson Dyson en 1919 durante un eclipse solar. Las estrellas cercanas al Sol aparecieron ligeramente fuera de posición, lo que demuestra que la luz de las estrellas estaba doblada y demostró el efecto predicho.

Esto significa que la luz de un objeto distante, como un quásar, podría desviarse alrededor de un objeto más cercano, como una galaxia. Esto puede enfocar la luz del cuásar en nuestra dirección, haciendo que parezca más brillante y más grande.

Por lo tanto, la lente gravitacional actúa como una especie de lupa para objetos distantes, lo que los hace más fáciles de observar. Podemos usar el efecto para mirar más profundamente en el Universo de lo que sería posible con nuestros telescopios convencionales. De hecho, las galaxias más distantes jamás observadas, las que se vieron unos pocos cientos de millones de años después del Big Bang, fueron descubiertas utilizando lentes gravitacionales.

Los astrónomos usan la microlente gravitacional para detectar planetas alrededor de otras estrellas. La estrella de primer plano actúa como una lente para una estrella de fondo. A medida que la estrella se ilumina, puede detectar más distorsiones que indican que hay planetas.

La lente gravitacional también nos permite observar cosas invisibles en nuestro universo. La materia oscura no emite ni absorbe luz por sí sola, por lo que no podemos observarla directamente. No podemos tomar una foto y decir “¡Mira, materia oscura!”. Sin embargo, tiene masa, y eso significa que puede gravitacionalmente la luz de la lente que se origina detrás de ella. ¡Incluso hemos utilizado el efecto de la lente gravitacional para mapear la materia oscura en el Cosmos!

La lente gravitacional es cuando la gravedad de un objeto masivo como una estrella dobla la luz de manera similar a como lo hace una lente.

Un hecho interesante es que nuestro propio Sol hace esto, lo que significa que si viaja a una distancia de 550 UA del Sol, puede ver algunas vistas increíbles desde el universo, gracias a la lente de gravedad del Sol. Aquí hay un artículo sobre una misión propuesta para hacer precisamente eso:

La misión FOCAL: a la lente de gravedad del sol

Por lo tanto, es posible que pueda mirar un planeta distante en órbita alrededor de otra estrella, simplemente usando nuestra propia lente de gravedad del Sol para ayudarlo.

Sin embargo, Google te daría una mejor respuesta. La lente de gravedad básicamente utiliza el efecto de curvatura espacial de cuerpos masivos como lente. A medida que la luz pasa a través del camino curvo, es como si estuviera pasando a través de una lente gigante.

La lente gravitacional es cuando una masa en el espacio distorsiona el espacio-tiempo de tal manera que la luz que viaja hacia un observador se dobla a su alrededor. Fue predicho por la teoría de la relatividad general de Einstein.
Para probar esto, se realizó un experimento en 1919. Se observó el sol con un telescopio durante un eclipse solar total. Si las predicciones de Einstein eran correctas, las estrellas detrás del sol deberían ser visibles desde la Tierra (ya que la luz se dobla debido a la curvatura del espacio-tiempo del sol y nos alcanza). La teoría resultó ser cierta.

La imagen de arriba representa lentes gravitacionales. Desde nuestra posición en la Tierra (punto C), vemos una estrella distante en el cielo, aparentemente en el punto D. Pero la Relatividad General demuestra que la estrella está realmente en el punto B. Vemos la estrella en el punto D porque la luz de la luz real La estrella se dobla alrededor de la curvatura del espacio-tiempo causada por el sol y llega a la Tierra. Entonces vemos la estrella en línea recta.

No soy un experto en esto como los otros, pero sé que la lente gravitacional es básicamente el cambio en el camino de la luz debido a la influencia de la gravedad de un objeto masivo. Nota: el camino de la luz se ve afectado incluso debido a la gravedad de un objeto pequeño, pero la cantidad de cambio en el camino es insignificante, por lo que cada vez que se habla de lentes gravitacionales se refiere principalmente a objetos más grandes como estrellas, planetas, agujeros negros y galaxias. Espero que esto te ayude incluso un poco 🙂

En pocas palabras, un agujero negro o una estrella de neutrones, o incluso una galaxia entera de estrellas dobla el espacio a su alrededor, haciendo que el espacio mismo refracte la luz, como una lente óptica sólida, “refracta” no exactamente la palabra correcta, pero es el mismo efecto, ves una distorsión aumentada en el espacio, de los objetos detrás de él.

Eso es básicamente lo que es.

La gravedad deforma el espacio-tiempo a través del cual viaja la luz. Un objeto distante puede aparecer detrás de dos galaxias y verse como dos entidades separadas, pero en realidad es uno porque su luz brilla alrededor de ambas galaxias. Por lo tanto, teóricamente se puede usar para medir la distancia entre el observador y el objetivo. El análisis espectrográfico de la absorción de longitud de onda demuestra que ambas son la misma fuente de luz.

Es cuando la luz se dobla por la gravedad para hacer que un objeto parezca más cerca o más lejos. Como en una piscina donde los objetos parecen estar más lejos pero en el caso de la gravedad lo hacen parecer más cerca.

La lente gravitacional es el cambio de dirección de un fotón que atraviesa un espacio-tiempo curvo mientras es arrastrado por el objeto espacial.

Entonces, la estrella emite fotones, no, si (jaja, entonces sería una protostar), los fotones se curvan y luego se sienten atraídos por su débil hermano (la gravedad) y luego se dan cuenta de qué asco. luego va a la tierra y considera que sus ojos son hermosos, pero cuando ve a la estrella del padre, no lo hace, lololololololo, que es realmente la imagen que proviene de los fotones, realmente se dirige hacia allí, pero cree que es otra estrella.

Física