모달창 닫기
- 홈으로 이동
인력에 따른 빛의 굴절도는 어느 정도인가요
2000-12-02
-
분야
천체물리/우주론
-
조회수
3500
언젠가 책에서 본 적이 있는데요,
다른 큰 행성을 볼 때, 그 행성에 가려서 보이지 않는 멀리 있는 별이
그 행성의 인력권 때문에 빛이 굴절되서 양 옆으로 두개로 보인다고 하는 걸 보았는데요,.
행성마다 인력이 다르니까, 빛의 굴절력도 다를 것 같은데, 그 계산은 어떻게 하나요..
그리고, 만약에 빛이 굴절되서 보인다면, 두개로 보이는 게 아니고, 초신성에서 십자 모양을 뺀 것 처럼 둥그런 테 모양으로 보여야 하는 게 아닌가요...
답변 부탁드립니다.
다른 큰 행성을 볼 때, 그 행성에 가려서 보이지 않는 멀리 있는 별이
그 행성의 인력권 때문에 빛이 굴절되서 양 옆으로 두개로 보인다고 하는 걸 보았는데요,.
행성마다 인력이 다르니까, 빛의 굴절력도 다를 것 같은데, 그 계산은 어떻게 하나요..
그리고, 만약에 빛이 굴절되서 보인다면, 두개로 보이는 게 아니고, 초신성에서 십자 모양을 뺀 것 처럼 둥그런 테 모양으로 보여야 하는 게 아닌가요...
답변 부탁드립니다.
- 제목답변: 인력에 따른 빛의 굴절도는 어느 정도인가요
- 분류천체물리/우주론
- 작성일2000-12-04 00:00:00
- 작성자guest
최세진 질문:
> 언젠가 책에서 본 적이 있는데요,
>
> 다른 큰 행성을 볼 때, 그 행성에 가려서 보이지 않는 멀리 있는 별이
>
> 그 행성의 인력권 때문에 빛이 굴절되서 양 옆으로 두개로 보인다고 하는 걸 보았는데요,.
>
> 행성마다 인력이 다르니까, 빛의 굴절력도 다를 것 같은데, 그 계산은 어떻게 하나요..
>
> 그리고, 만약에 빛이 굴절되서 보인다면, 두개로 보이는 게 아니고, 초신성에서 십자 모양을 뺀 것 처럼 둥그런 테 모양으로 보여야 하는 게 아닌가요...
>
> 답변 부탁드립니다.
>
>
####
1. 굴절 각도
중력에 의한 빛의 굴절은 일반 상대론적인 효과입니다. 특히 작은 천체에 의하여 일어나는 미소중력렌즈현상은 좀 복잡한 것을 ㅗ알려지고 있습니다. 따라서 이 방면 전공자가 아니고는 정확하게 계산할 수 없습니다.
그래서 좀더 쉽게 빛의 중력에 의한 빛을 굴절을 계산하는 방법을 생각해 보겠습니다. 특수상대성론에서 에너지 = 질량을 이용하면 빛의 '질량'을 구할 수 있습니다.
즉 빛의 에너지 = 프랑크 상수 x 진동수 = 질량 x (빛의속도)^2. 빛의 속도= 진동수 x 빛의 파장. 여기서 빛의 질량을 구할 수 있습니다.
임의 질량에 작용하는 중력은 [중력상수 x 행성의 질량 x 빛의 질량] / (거리)^2 으로 나타낼 수 있습니다. 그래서 빛의 속도로 달리는 물체가 중력에 의하여 2x (거리)를 빛이 지나는 시간동안 움직이는 방향에 수직으로 힘을 받았다고 가정하면 빛의 진향방향의 수직방향으로 움직이는 평균 속도를 계산할 수 있습니다. 즉 중력 = 힘 = 질량 x 가속도. 그리고 속도 = 가속도 x 시간.
따라서 굴절 각도 = tan^-1 (속도 / 빛의 속도)가 됩니다.
일반상대론을 이용한 자세한 계산에 따르면 굴절 각도가 위 값의 두배가 된답니다.
중력렌즈에 대하여 좀더 알고 싶으면 http://casa.colorado.edu/~raosten/project/cosmo.html 을 참고하기 바랍니다.
2. 상
중력렌즈에 의한 상은 우리가 렌즈로 빛의 상을 만들 듯이 기하학적이 위치나 렌즈의 종류 혹은 상태에 따라 여러가지로 나타납니다.
> 언젠가 책에서 본 적이 있는데요,
>
> 다른 큰 행성을 볼 때, 그 행성에 가려서 보이지 않는 멀리 있는 별이
>
> 그 행성의 인력권 때문에 빛이 굴절되서 양 옆으로 두개로 보인다고 하는 걸 보았는데요,.
>
> 행성마다 인력이 다르니까, 빛의 굴절력도 다를 것 같은데, 그 계산은 어떻게 하나요..
>
> 그리고, 만약에 빛이 굴절되서 보인다면, 두개로 보이는 게 아니고, 초신성에서 십자 모양을 뺀 것 처럼 둥그런 테 모양으로 보여야 하는 게 아닌가요...
>
> 답변 부탁드립니다.
>
>
####
1. 굴절 각도
중력에 의한 빛의 굴절은 일반 상대론적인 효과입니다. 특히 작은 천체에 의하여 일어나는 미소중력렌즈현상은 좀 복잡한 것을 ㅗ알려지고 있습니다. 따라서 이 방면 전공자가 아니고는 정확하게 계산할 수 없습니다.
그래서 좀더 쉽게 빛의 중력에 의한 빛을 굴절을 계산하는 방법을 생각해 보겠습니다. 특수상대성론에서 에너지 = 질량을 이용하면 빛의 '질량'을 구할 수 있습니다.
즉 빛의 에너지 = 프랑크 상수 x 진동수 = 질량 x (빛의속도)^2. 빛의 속도= 진동수 x 빛의 파장. 여기서 빛의 질량을 구할 수 있습니다.
임의 질량에 작용하는 중력은 [중력상수 x 행성의 질량 x 빛의 질량] / (거리)^2 으로 나타낼 수 있습니다. 그래서 빛의 속도로 달리는 물체가 중력에 의하여 2x (거리)를 빛이 지나는 시간동안 움직이는 방향에 수직으로 힘을 받았다고 가정하면 빛의 진향방향의 수직방향으로 움직이는 평균 속도를 계산할 수 있습니다. 즉 중력 = 힘 = 질량 x 가속도. 그리고 속도 = 가속도 x 시간.
따라서 굴절 각도 = tan^-1 (속도 / 빛의 속도)가 됩니다.
일반상대론을 이용한 자세한 계산에 따르면 굴절 각도가 위 값의 두배가 된답니다.
중력렌즈에 대하여 좀더 알고 싶으면 http://casa.colorado.edu/~raosten/project/cosmo.html 을 참고하기 바랍니다.
2. 상
중력렌즈에 의한 상은 우리가 렌즈로 빛의 상을 만들 듯이 기하학적이 위치나 렌즈의 종류 혹은 상태에 따라 여러가지로 나타납니다.