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重力レンズとは?

じゅうりょくれんず

重力レンズとは、大質量天体の重力が光の経路を曲げ、背景天体が拡大・歪んで見える現象のことです。

重力レンズ(Gravitational Lensing)は、アインシュタインの一般相対性理論から導かれる現象で、大きな質量を持つ天体がその周囲の時空を歪め、通過する光の経路を曲げることで生じます。まるでガラスのレンズが光を屈折させるように、宇宙空間で天体が「レンズ」の役割を果たします。

1919年の日食観測でアーサー・エディントンが太陽の重力による星の位置ずれを確認し、一般相対性理論を実証した歴史的な観測として知られています。その後、銀河や銀河団を「レンズ天体」とした大規模な重力レンズが次々と発見されています。

重力レンズには強さに応じていくつかの種類があります。

  • 強い重力レンズ—背景銀河がアーク状や複数像に歪んで見える(アインシュタインリングなど)
  • 弱い重力レンズ—銀河の形がわずかに歪む統計的な効果
  • マイクロレンズ—恒星や惑星が通過する際の一時的な増光

重力レンズは宇宙の暗黒物質(ダークマター)の分布を調べる有力な手段でもあります。光を放たないダークマターの重力効果が背景天体の見え方に影響するため、その分布を間接的にマッピングできます。また、遠方の銀河を「宇宙の望遠鏡」として拡大観測することにも利用されています。

使い方・例文

「ハッブル宇宙望遠鏡が撮影した画像の中に、手前の銀河団の重力レンズ効果でアーク状に引き延ばされた遠方銀河の像が写っている。」

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