태양 중력렌즈 현상을 이용한 망원경은 어떤 원리인가요?

Question

태양의 중력렌즈 현상을 활용한 우주 망원경을 만들자는 이야기가 나왔다고 합니다.

중력렌즈 현상은 중력으로 인해 빛이 왜곡 되는 현상이잖아요.

근데 이걸로 어떻게 망원경을 만든다는 건가요?

Answer 1

안녕하세요. 김칠영 박사입니다.

태양 그 자체는 진짜 렌즈나 거울도 아니지만, 태양의 거대한 질량으로부터 발생하는 시공간의 왜곡 현상을 이용해 비슷한 효과를 낼 수 있다고 합니다. 태양을 스쳐 지나가는 빛이 구부러지면 마치 볼록렌즈를 통과한 것처럼 초점을 맞추게 되는 이 현상은 ‘중력렌즈 효과’라고 불립니다. 태양이 만드는 중력렌즈를 사용해 심우주를 관측하는 기술을 ‘태양중력렌즈(SGL)’라고 부른다고 합니다.

다만, 초점을 맞추려면 지구에서 태양까지의 거리의 550배에 해당하는 약 820억km 를 날아간 곳에서 관측을 해야한다고 하니, 실현되려면 여러 장해물이 남아있을 것 같네요

Answer 2

안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.

중력렌즈는 아이슈타인의 일반상대성이론에 의해 예측되는 현상으로서 질량을 ㄱ진 천체가 빛의 경로를 굴절시키게 하는 것으로서 질량이 큰 물체인 태양이나 은하는 주위의 시공간을 왜곡시켜 근처를 지나가는 빛을 휘어지게 합니다. 빛이 렌즈를 통과하면서 굴절되는 것과 비슷한 효과를 내며 매우 먼 천체가 중력렌즈로 인해 여러개의 이미지로 보이거나 호가대되어 보이게 되며 자연적인 망원경 역할을 해줄수 있다는 것이지요~ 태양의 중력렌즈 효과는 태양의 중력장이 빛을 굴절시키면ㅅ ㅓ매우 멀리 있는 천체의 빛을 모아주는 역할을 하게 될수 있으며 이 괒어에서 태양의 중력장이 마치 거대한 렌즈처럼 작용하여 그 뒤에 있는 천체의 빛이 굴절되고 확대되어 나타나게 됩니다. 태양을 중심으로 이 중력렌즈를 활용하기 위해선 태양에서 매우 먼거리인 약 550억 km정도에 위치하여야 하며 이로 인해 먼 천체에서 오는 빛을 증폭하여 관측하게 될수 있께 되는것이지요~ 중력렌즈 효과로 인해 멀리 있는 천체의 빛이 태양 주변에서 굴절되고, 그 빛이 특정 초점 거리에 모이게 됩니다. 태양 중력렌즈 망원경은 이 모인 빛을 수집하여 매우 멀리 있는 천체(예: 외계 행성, 먼 은하 등)의 상세한 이미지를 얻는 역할을 합니다.