黑洞時空中的強引力透鏡效應.pdf

1、根據引力理論,當光子從無限遠處靠近星體時會偏離原來的直線軌道,引起光線的偏轉。我們把引起光線偏轉的黑洞叫引力透鏡,引力場中光線的偏轉現(xiàn)象叫引力透鏡效應。在現(xiàn)代天文觀測中,引力透鏡像一架大型的天然望遠鏡,不僅可以幫助我們獲取一些遙遠而暗淡的星體的信息,而且還可以幫助我們探測宇宙中的暗物質、暗能量和一些奇異物體(黑洞和宇宙弦等)的性質。此外,引力透鏡效應還是鑒別各種引力理論的一種有效的工具。引力透鏡主要可以分為弱引力透鏡和強引力透鏡。

2、>　　 本文對黑洞時空中強引力透鏡效應進行了研究。第一章對引力透鏡效應的基本定義、基本性質、分類及其在天體物理和宇宙學中的應用進行簡單的回顧。第二章介紹了Schwarzschild和Reissner-Nordstr(o)m黑洞時空中強引力透鏡效應的研究方法,即V.Bozza所采用的強場近似方法。從零短程線方程出發(fā),V.Bozza得到了光線通過黑洞附近時的偏轉角公式,發(fā)現(xiàn)光線的偏轉角在光球附近是呈對數發(fā)散的,強引力透鏡中系數由黑洞本身的

3、參數決定。通過對一些觀測量的測定,V.Bozza發(fā)現(xiàn)可以確定強引力透鏡中的系數,從而可以進一步確定黑洞的參數。第三章應用V.Bozza的強場近似法,研究了壓縮視界的Kaluza-Klein黑洞時空中的強引力透鏡效應。發(fā)現(xiàn)光球半徑、強引力透鏡系數((a),(b))和偏轉角α(θ)隨額外維參數的增加而增加。此外,我們還發(fā)現(xiàn)隨額外維參數的增加,相對論性像θ∞的位置、像θ∞和θ1之間的角距s隨之增加,而θ∞和θ1之間的相對亮度rm隨之減小。第四