Principles of Gravitational Lensing: Light Deflection as a Probe of Astrophysics and Cosmology

این کتاب درسی مقدمه‌ای بر عدسی‌های گرانشی ارائه می‌کند، که به ابزاری ارزشمند در اخترفیزیک مدرن تبدیل شده است، با کاربردهایی از یافتن سیارات در حال گردش به دور ستاره‌های دور تا درک چگونگی توطئه ماده تاریک و انرژی تاریک برای تشکیل ساختارهای کیهانی ما. امروز را ببینید اصول عدسی گرانشی با پیش‌بینی انیشتین شروع می‌شود که گرانش نور را خم می‌کند، و نشان می‌دهد که چگونه این ایده بنیادی در طول قرن گذشته زمینه‌ای غنی از مطالعات را ایجاد کرده است.

انحراف گرانشی نور برای اولین بار توسط ادینگتون در طول یک سال شناسایی شد. خورشید گرفتگی در می 1919، اینشتین و نظریه نسبیت او را در معرض دید عموم قرار داد. با این حال، با توجه به فناوری روز، امکان استفاده از این پدیده برای باز کردن اسرار کیهان بسیار دور به نظر می رسید. کار نظری به طور پراکنده طی شش دهه بعد انجام شد، اما تنها با کشف سیستم Q0957 561 در سال 1979، عدسی گرانشی از کنجکاوی نسبیت عام به یک ابزار رصدی عملی تبدیل شد.

این کتاب شرح می‌دهد. چگونه سه حوزه فرعی معروف به عدسی قوی، لنز ضعیف و میکرولنز به طور مستقل رشد کرده اند اما به طور فزاینده ای در هم تنیده شده اند. کانگدون و کیتون با تکیه بر تجربیات تحقیقاتی خود با فیزیک پایه خمش نور شروع می کنند، سپس مبانی ریاضی عدسی گرانشی را ارائه می دهند و موضوعات تحقیقاتی فعلی را به روشی واضح و منظم ارائه می کنند. مطالب پیش‌زمینه مربوطه از فیزیک و ریاضیات گنجانده شده است، که کتاب را مستقل می‌کند.

مطالب و توضیحات با تمرین‌هایی تکمیل می‌شوند که برای کمک به دانش‌آموزان در تسلط بر مفاهیم نظری و همچنین روش‌هایی که پژوهش فعلی را هدایت می‌کنند، طراحی شده‌اند. یک کتابشناسی گسترده کسانی را که می خواهند عمیق تر در زمینه های خاص مورد علاقه کاوش کنند راهنمایی می کند. اصول عدسی گرانشی برای دانشجویان پیشرفته و محققان با تجربه ای ایده آل است که به دنبال نفوذ به این موضوع پر رونق و حتی مشارکت در تحقیقات خود هستند.

This textbook provides an introduction to gravitational lensing, which has become an invaluable tool in modern astrophysics, with applications that range from finding planets orbiting distant stars to understanding how dark matter and dark energy conspired to form the cosmic structures we see today. Principles of Gravitational Lensing begins with Einstein’s prediction that gravity bends light, and shows how that fundamental idea has spawned a rich field of study over the past century.

The gravitational deflection of light was first detected by Eddington during a solar eclipse in May 1919, launching Einstein and his theory of relativity into public view. Yet the possibility of using the phenomenon to unlock mysteries of the Universe seemed remote, given the technology of the day. Theoretical work was carried out sporadically over the next six decades, but only with the discovery of the system Q0957+561 in 1979 was gravitational lensing transformed from a curiosity of general relativity into a practical observational tool.

This book describes how the three subfields known as strong lensing, weak lensing, and microlensing have grown independently but become increasingly intertwined. Drawing on their research experience, Congdon and Keeton begin with the basic physics of light bending, then present the mathematical foundations of gravitational lensing, building up to current research topics in a clear and systematic way. Relevant background material from physics and mathematics is included, making the book self-contained.

The derivations and explanations are supplemented by exercises designed to help students master the theoretical concepts as well as the methods that drive current research. An extensive bibliography guides those wishing to delve more deeply into particular areas of interest. Principles of Gravitational Lensing is ideal for advanced students and seasoned researchers looking to penetrate this thriving subject and even contribute research of their own.