Гравитационное линзирование

Гравитационное линзирование Космос

Давите узнаем об интересном и удивительном эффекте. Если посмотрите на верхний снимок, то увидите крест Эйнштейна или гравитационное линзирование.
Что видите? На самом деле на этом снимке лишь два объекта, четыре пятна по сторонам — это изображение одной и той же галактики, учетверённая центральным объектом, галактикой линзой.

Как действует гравитационное линзирование

Сейчас этот эффект был многократно зафиксирован, а предсказан он был общей теории относительности Эйнштейна. Согласно которой пространство искажается под воздействием массы, в отличие от того, как пространство видел Ньютон. Если кратко — это принцип действия гравитации.

Вам наверно знакома, весьма известная демонстрация, где под весом шара, который изображает тело прогибается ткань, которая играет роль пространства.

Долгое время считалось, что свет распространяется только по прямой. Но гравитационное поле тела искажая пространство изгибает траекторию движения света. Подобно тому как это делает линза. Именно поэтому эффект и называется гравитационным линзированием.

Хорошо он заметен при наличии очень большой массы, как у галактик или скоплении галактик. Сильные искажения — это сильное гравитационное линзирование, но и менее массивные объекты, такие как звёзды вызывают этот эффект.

Первое подтверждение теории

Первое экспериментальное подтверждение было сделано именно с помощью звёзд. Во времена появление общей теории относительности не было современных возможностей, чтобы подтвердить предсказание теории, засняв эффект линзирования на удалённых скоплениях галактик.

Самым ближайшим массивным объектом, который мог максимально изогнуть свет было Солнце. В 1917 году Фрэнк Дайсон Уотсон задумал эксперимент, согласно предсказаниям теории Эйнштейна, положение звёзд, когда они визуально находятся у края диска Солнца должно немного изменяться. И этот эксперимент удалось провести уже через два года под управлением Артура Эддингтона в 1919 году.

Во время полного солнечного затмения, благодаря тому, что в момент полной фазы диск Солнца был закрыт Луной, звёзды были видны и удалось измерить их положение. А затем данные измерений сравнили с обычным положением и оказалось, что они действительно сместились визуально находясь рядом с Солнцем.

Это подтвердило, что массивные объекты, действительно искажают пространства и вместе с ним траекторию движения света. Это подтверждение тут же сделала Эйнштейна знаменитостью. Уже после было проведено ещё немало экспериментов, ещё больше укрепившие позиции теории Эйнштейна.

Тёмная материя и эффект линзирования

Ещё эффект линзирования также производит тёмная материя, которая не видна сама, но взаимодействует через гравитацию и также изгибает траекторию движение света.
Можно сказать, что раз между нами и другими галактиками есть тёмная материя, то все они в разной степени искажены. Да, просто большинство очень незначительно — это слабое гравитационное линзирование.

Крест и Кольцо Эйнштейна

Кроме уже упомянутого Креста Эйнштейна, ещё выделяют Кольцо Эйнштейна — это когда объект искажаясь принимает форму кольца. Как, например, на этом снимке.

«Смайлик» или «Чеширский Кот»: изображение скопления галактик (SDSS J1038+4849) и результата гравитационного линзирования ими (кольцо Эйнштейна), открытое международной группой исследователей, снимок телескопа Хаббл.
«Смайлик» или «Чеширский Кот»: изображение скопления галактик (SDSS J1038+4849) и результата гравитационного линзирования ими (кольцо Эйнштейна), открытое международной группой исследователей, снимок телескопа Хаббл.

Вы наверняка видели различные визуализации чёрных дыр, и они всегда сопровождаются похожим эффектом, когда чёрная дыра визуально искажает, то что находится за ней. Учитывая, что чёрная дыра — это мощнейший источник гравитации здесь действует тот же принцип только намного заметнее, чем в случае со звёздами.

Чем оно полезно для нас

Гравитационное линзирование — это непросто интересный эффект. Учёные применяют его в практических целях, кроме того, что оно помогло подтвердить общую теорию относительности. Линзирования послужило весомым аргументом в пользу существовании тёмной материи и помогает оценить её количество и распределение во вселенной.

А также гравитационное линзирование помогает заглянуть глубже в космос. Древнейшие известные галактики, которым всего несколько сот миллионов лет после большого взрыва были открыты именно при помощи гравитационного линзирования. А ещё оно увеличивает объекты, которые находятся ближе. А один из способов обнаружения экзопланет — это гравитационная микролинзирование, когда компактные звёзды действуя как слабые линзы, изгибают свет, позволяя зафиксировать более тусклые объекты, которые не видны в обычных условиях. Это, безусловно, далеко не всё и каждый из перечисленных примеров имеет множество нюансов и заслуживает отдельной статьи.

Надеюсь, данная статья была полезна для вас, и вы полностью разобрались в этом вопросе. Будут вопросы, пишите в комментариях, всегда рад помочь.

Оцените статью
Добавить комментарий