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2002 年 10 月 7 日

光是什麼？ (43) 重力海市蜃樓與重力環
提供者 : 陳輝樺 (AEEA 小組 , NMNS )

說明: 依據愛因斯坦廣義相對論，知道當光經過有物質分布的彎曲時空時，會造成光的偏折現象。在宇宙間有著極大量的星雲、星系、星系團，使得我們仍有機會可以藉著望遠鏡拍攝下為數不少的壯麗「重力透鏡」成像照片。從分析這些照片所顯示的形狀，可以推論光從光源行進到我們所在位置之間所路經的物質分布和它們運行的情形，尤其是對於一些仍未被我們發現的黑暗物質的分布及其運行之瞭解，從重力透鏡所顯現的照片中來解讀，更顯其重要性。又因光源、透鏡和觀測者三者位置間的不同，略可窺知數種不同的重力透鏡效果。如三者幾乎位處於同一條直線上時，將呈現「透鏡成環狀影像」如「愛因斯坦環 」的效果。
1987 年，法國 Toulouse 的一組觀測人員發現「重力透鏡 (Gravitational Lens)」的「海市蜃樓 (Mirages)」效應當中的一種奇特類型，因為此類型有著明顯的環狀影像呈現，所以稱之為「愛因斯坦環 (Einstein's Ring)」。上左圖中這些奇異呈環狀星系分布的物體影像是什麼？它們所圍繞呈黃褐色的星系雲氣，正是位於構成重力透鏡的黑暗星系雲後的另一星系，被黑暗星系雲形成的透鏡效應偏折的影像。觀查這些呈環狀星系分布的物體影像 (上右圖)，知道它正高速的遠離我們而去，呈現著「紅位移」的現象。

明日主題 : 光是什麼？ (44) 都卜勒效應

作者與主編 : 陳輝樺、王夕堯
諮詢服務: 陳輝樺 (NMNS 國立自然科學博物館)
王夕堯 (NTPU 國立台北大學)
蘇明俊 (NKNU 國立高雄師範大學科教所)

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