重力レンズ

重力レンズ、その重力場で空間を曲げることによって近くを通る光の向きを変える物質。

アインシュタインの一般相対性理論の最も驚くべき予測の1つは、重力によって光が曲げられるというものでした。 この効果は、1919 年の皆既日食の際に、太陽に近い星の位置が通常よりわずかにずれていることが観察されました。 1930年代、アインシュタインは、銀河のような質量分布が重力レンズの役割を果たし、光を曲げるだけでなく、重力の向こう側にある物体の像も歪ませることができると予言した。 もし、地球から見て巨大な銀河の背後に何らかの天体がある場合、偏向した光は複数の経路で地球に到達する可能性があります。 銀河の重力は、光をさまざまな方向に集めるレンズのような働きをするため、天体が引き伸ばされて見えたり、1つの物体からではなく、複数の物体から光が届いているように見えたりすることがあるのです。 また、天体の光がリング状に広がって見えることもあります。 最初の重力レンズは、1979年に空中で非常に接近し、距離とスペクトルが似ている2つのクエーサーが発見されたときに発見されました。 この2つのクエーサーは、実は同じ天体で、間にある銀河の重力の影響で光が2つの経路に分かれていたのです。

レンズが非常に重い場合、天体のリングやはっきりとした複数の像が現れ、そのようなレンズは強いレンズと呼ばれています。 しかし、しばしば、介在するレンズは背景の物体をわずかに引き伸ばす程度の強さしかなく、これは弱いレンズ効果と呼ばれます。 非常に遠くにある銀河やクエーサーの形状の統計的性質を調べることで、天文学者は弱いレンズ効果を使って宇宙における暗黒物質の分布を研究することができます。