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1、分類號Q壘鯉學校代碼曼Q絲2密級——學號2QQ墾羔!Q2QQ2墾黑洞時空中的強引力透鏡效應Stronggravit．ationallens．ingintheblack‘holeSPacetime指導教師姓名、o職稱陳松柏教授學科專業(yè)理論物理研究方向理論物理湖南師范大學學位評定委員會辦公室二零一一年五月黑洞時空中的強引力透鏡效應§0．1中文摘要根據(jù)引力理論，當光子從無限遠處靠近星體時會偏離原來的直線軌道，引起光線的偏轉。我們把引起光線偏轉的黑洞口q引力透鏡，引力場中光線的偏轉現(xiàn)象叫引力透鏡效應。在現(xiàn)代天文觀測中，引力透鏡像一架大型的天然望遠鏡
2、，不僅可以幫助我們獲取一些遙遠而暗淡的星體的信息，而且還可以幫助我們探測宇宙中的暗物質、暗能量和一些奇異物體(黑洞和宇宙弦等)‘的性質。此外，引力透鏡效應還是鑒別各種引力理論的一種有效的工具。引力透鏡主要可以分為弱引力透鏡和強引力透鏡。本文將對黑洞時空中強引力透鏡效應進行研究。在第一章，我們對引力透鏡效應的基本定義、基本性質、分類及其在天體物理和宇宙學中的應用進行簡單的回顧。在第二章，我們介紹了Schwarzschild和Reissner—Nordstr6m黑洞時空中強引力透鏡效應的研究方法，即V．Bozza所采用的強場近似方法。從零短程線
3、方程出發(fā)，V．Bozza得到了光線通過黑洞附近時的偏轉角公式，發(fā)現(xiàn)光線的偏轉角在光球附近是呈對數(shù)發(fā)散的，強引力透鏡中系數(shù)由黑洞本身的參數(shù)決定。通過對一些觀測量的測定，V．Bozza發(fā)現(xiàn)可以確定強引力透鏡中的系數(shù)，從而可以進一步確定黑洞的參數(shù)。在第三章，我們應用V．Bozza的強場近似法，研究了壓縮視界的Kaluza-Klein黑洞時空中的強引力透鏡效應。發(fā)現(xiàn)光球半徑、強引力透鏡系數(shù)(西，5)和偏轉角o(6I)隨額外維參數(shù)的增加而增加．此外，我們還發(fā)現(xiàn)隨額外維參數(shù)的增加，相對論性像眩的位置、像氏和0t之間的角距s隨之增加，而0。。和0。之間的
4、相對亮度％。隨之減小。在第四章，．我們研究GSdel宇宙背景下的壓縮視界的Kaluza-Klein黑碩士學位論文洞時空中的強引力透鏡效應．發(fā)現(xiàn)隨著GSdel參數(shù)J的增加，光球半徑隨之減小，強引力透鏡系數(shù)(a，云)和偏轉角Q(毋)隨之增加。相對論性像氏的位置與‰和9。之間的相對亮度r。隨之減小，像氏和口，之間的角距8隨之增加。最后，我們對黑漏時空的強引力透鏡效應的研究進行了總結和對將來的研究做了一些展望。_●關鍵詞：黑洞，強引力透鏡效應，額外維尺度，GSdel宇宙。黑漏時空中的強引力透鏡效應·III·§0．2英文摘要ABSTRACTItisw
5、ellknownfromthetheoriesofgravitythatphotonswouldbedeviatedfromtheirstraightpathwhentheypassclosetoacompactandmassivebody．ThephenomenaresultingfromthedeflectionoflightraysinagravitationalfieldarecalledgravitationallensingandtheobjectcalKsingadetectabledeflectionistLsuallyna
6、medasagravitationallens．InthemodernastronomicalobseD'ations，gravitationallens，likeanaturalandlargetelescope，canhelpUSnotonlytoobtaintheinformationaboutthedistantanddimstars，butalsotodetectthepropertiesofdarkmatter，darkenergyandtheexoticoNects(suchas，blackholeandcosmicstrin
7、gs，andSOon)intheUniverse．Moreover，gravitationallensingisaneffective。tooltoverifyalternativetheoriesofgravity．Ingeneral，thegravitationallensinghasbeenstudiedintheweakfieldapproximationfortheordinarystarandinthestrongfieldtreatmentfortheblackholes．Inthisthesis，wewillconsider
8、onlythestronggravitat．ionallensinginlheblackholespacetime．Inthefirstchapterjwewillreview’
