Просто о сложном: гравитационное линзирование

Гравитационное линзирование — феномен, связанный с искривлением траектории электромагнитного излучения, проходящего через гравитационное поле сосредоточения массы.

Просто о сложном: гравитационное линзирование 1
© syfy.com

Гравитационная линза — массивное тело (планета, звезда, звездное скопление, черная дыра, галактика, скопление галактик, скопление темной материи и т. д.), изменяющее своим гравитационным полем направление распространения электромагнитного излучения (далее свет).

Происходит это по той причине, что массивное тело искривляет пространство-время, и свет, следуя от источника, находящегося позади гравитационной линзы — относительно наблюдателя, находящегося перед гравитационной линзой — движется по искаженной траектории вдоль искривленного участка пространства-времени. Когда свет проходит через гравитационную линзу, он может быть изогнут настолько, что итоговое изображение может быть увеличено, уменьшено или даже сильно искажено.

Этот эффект был впервые предсказан Альбертом Эйнштейном в рамках общей теории относительности в 1915 году. Сегодня гравитационное линзирование является одним из наиболее ярких и красивых проявлений общей теории относительности и широко используется в астрономии для изучения далеких космических объектов, а также свойств Вселенной.

Один из самых ярких примеров гравитационного линзирования — это кольцо Эйнштейна (иногда кольцо Эйнштейна — Хвольсона), которое образуется, когда свет от далекого источника проходит через гравитационное поле массивной галактики, находящейся на пути света.

Просто о сложном: гравитационное линзирование 2
Космическая подкова — система из двух гравитационно-линзированных галактик в созвездии Льва. Образуют кольцо Эйнштейна / © NASA

Это приводит к искажению изображения далекой галактики и образованию кольца вокруг гравитационной линзы. Кольцо Эйнштейна является не только красивым зрелищем, но и предоставляет астрономам уникальную возможность изучения структуры гравитационной линзы, ее влияния на проходящий свет и анализ свойств удаленного объекта, который является источником света.

Гравитационное линзирование также используется для изучения темной материи. Темная материя — это таинственная субстанция, которая не излучает света, но оказывает гравитационное влияние на видимые объекты. Используя гравитационное линзирование, астрономы могут изучать искажения света, вызванные темной материей, и определить ее распределение в космосе.

Кроме того, гравитационное линзирование может использоваться для поиска экзопланет — планет, находящихся за пределами Солнечной системы. Когда экзопланета «проплывает» перед родительской звездой, то ее свет проходит через атмосферу планеты и искажается. Это приводит к временному изменению яркости светила, что может быть интерпретировано как косвенное доказательство присутствия планеты на орбите того или иного светила.

Просто о сложном: гравитационное линзирование 3
«Улыбка Чеширского кота», представляющая собой продукт гравитационного линзирования / © CXC/J. Irwin et al./STScI

Подводя итоги, можно сказать, что гравитационное линзирование — это удивительный феномен, который позволяет астрономам исследовать невероятно далекие космические объекты и свойства пространства-времени. Гравитационное линзирование находит применение во многих областях астрономии, от изучения темной материи до поиска экзопланет. Этот феномен помогает нам лучше понимать природу нашей Вселенной и механизм ее эволюции.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *