lentes gravitacionais joão luiz kohl moreira observatório nacional - mct
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Lentes Gravitacionais
João Luiz Kohl MoreiraObservatório Nacional - MCT
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Lentes
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Simulação de Lente Gravitacional de uma Galáxia
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Caminho da Luz na Física Clássica
A luz sempre caminha em linha reta!
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Deflexão da Luz pelo Sol(Johann Soldner, 1804)
Ole Rømer (1676)Atraso na ocultação de Io por
Júpiterc=2 AU/22 min
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Física Clássica
• Modernamente essa experiência não seria possível (Mfoton=0)
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Relatividade Restrita
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Relatividade Restrita
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Relatividade Restrita
Annalen der Physik, 1905
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Teoria da Relatividade Geral (T.R.G.) 1915
• A Revolução de EinsteinEfeitos Imediatos dessa revolução
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O Que Einstein mudou?
v=0 g
a=g
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Um Novo Paradigma
• Campo passa a ser descrito como uma métrica
• Fim da “força” como conceito fundamentalOs movimentos passam a ser descritos como trajetórias geodésicas (“retas” no espaço-tempo curvo)
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Caminho da Luz na T.R.G.
arco deparábola
g
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T.R.G. (Einstein) 1915
Relativístico “Clássico”
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Eclipse Total do Sol
A. Einstein, em 1913, escreve para George Hale, diretor do Observatório do Monte Wilson (E.U.A.) e descreve a deflexão de Soldner prevendo um desvio de 0”.84.
Wambsganss 1998
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Expedição à Península da Criméia, Rússia (1914)
• 1a. Guerra Mundial (iniciou-se em Agosto, sendo que o eclipse foi em 21/08)
• Astrônomos foram capturados pelas tropas russas sob suspeita de espionagem
• Todos os instrumentos apreendidosSoltos depois de um mês... após o eclipse!
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Eclipse Total do Sol 1919
Royal Greenwich Observatory
Arthur Eddington
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Sobral (BR) / Principe (AF)
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Ilha de Principe - 29/05/1919(Dir. Eddington)
• 29/05/1919: Amanheceu com chuvas, relâmpagos e trovoadas
• Tempo melhorou com o passar do tempoDuas poses no final do eclipse através das nuvens
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Sobral (Dir. Crommelin)
Fonte:
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Consequências• O desvio da posição das estrelas
próximas ao sol tem sido observado em outros eclipses recentesO Efeito da deflexão gravitacional da luz é um fato e hoje é uma das evidências experimentais da Teoria da Relatividade Geral
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Imagens Múltiplas
Einstein, 1912(não publicado)
Renn, Sauer, & Stachel 1997
Orest Chwolson (1924). Possibilidade de imagens múltiplas.
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Science (1936), 84, 2188
“It is of little value, but it makes the poor guy happy.”
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Anel de Einstein
Densidade média:
Há uma densidade mínima que satisfaz a geometria acima:
Lei dos senos:
Convenção:
Triângulo ODX:
Lei aprox. dos senos:
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Duplicidade / Aumento
Do Cálculo Vetorial Diferencial:
Resultado de uma integraçao:
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Propriedades
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“Olhando”
Ângulo de Einstein em função da separação angular entre a fonte e o defletor.
Luminosidade resultante em função da separação angular entre a fonte e o defletor.
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Por que, para Einstein, importância menor?
Sol:Estrela: (Rigil Cen)
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Galáxias e Aglomerados
In 1979, Walsh, Carswell, & Weymann (Nature, 279, 281): “Double Quasar”17mag 5”.7 Z=1.405
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Abell 2218
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L.G.: Efeito
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Banco de Lentes Gravitacionais
• CASTLES Survey http://cfa-www.harvard.edu/castles/
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Lentes Óticas Equivalentes
http://vela.astro.ulg.ac.be/themes/extragal/gravlens/bibdat/engl/DE/didac3.html
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Micro Lentes
http://bulge.princeton.edu/~ogle/
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Astro M[g] R[cm] πDens DOD[AU] ΘE[“]
Sol 2x1033 7x1010 4x1011 530 1.7
Terra 6x1027 6x108 1.5x1010 15000 0.0005
Júpiter 2x1030 7x109 4x1010 5300 0.017
Netuno 1x1029 2.4x109 1.7x1010 12500 0.0025
A que distância esses astros viram lentes?
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Utilidade• Consagração da T.R.G. de Einstein• Determinação de massas do(s)
defletor(es)Instrumento de determinação e calibração da matéria escura
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Projetos L.G. no O.N.
• L.V.L.G.: Laboratório Virtual de Lentes Gravitacionais
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If at first the idea is not absurd, then there is no hope for it.
Albert Einstein