لطالما جذبت سماء الليل شخصًا مع العديد من النجوم. يمكن لتلسكوب هواة رؤية مجموعة أكبر بكثير من أجسام الفضاء السحيق - وفرة من العناقيد ، كروية ومتناثرة ، السدم والمجرات القريبة. ولكن هناك ظواهر مذهلة ومثيرة للاهتمام للغاية لا يمكن اكتشافها إلا بواسطة الأجهزة الفلكية القوية. من بين كنوز الكون هذه أحداث عدسات الجاذبية ، ومن بينها ما يسمى بصلبان أينشتاين. ما هو ، سنكتشف في هذا المقال
عدسات الفضاء
يتم إنشاء عدسة الجاذبية من خلال مجال جاذبية قوي لجسم ذي كتلة كبيرة (على سبيل المثال ، مجرة كبيرة) ، يتم التقاطها بطريق الخطأ بين المراقب وبعض مصادر الضوء البعيدة - كوازار أو مجرة أخرى أو ساطع سوبرنوفا
نظرية الجاذبية لأينشتاين تعتبر حقول الجاذبية بمثابة تشوهات في استمرارية الزمكان. وفقًا لذلك ، فإن الخطوط التي تنتشر على طولها أشعة الضوء في أقصر فترات زمنية (الخطوط الجيوديسية) هي أيضًاعازمة. نتيجة لذلك يرى المراقب صورة مصدر الضوء مشوهة بطريقة معينة.
ما هو "صليب اينشتاين"؟
تعتمد طبيعة التشويه على تكوين عدسة الجاذبية وموقعها بالنسبة لخط البصر الذي يربط بين المصدر والمراقب. إذا كانت العدسة متناظرة تمامًا على الخط البؤري ، فإن الصورة المشوهة تكون على شكل حلقة ، إذا تم إزاحة مركز التناظر بالنسبة للخط ، فيمكن تقسيم حلقة أينشتاين هذه إلى أقواس.
مع تحول قوي بدرجة كافية ، عندما تختلف المسافات التي يغطيها الضوء اختلافًا كبيرًا ، تشكل العدسة صورًا متعددة النقاط. يُطلق على صليب أينشتاين ، تكريماً لمؤلف النظرية العامة للنسبية ، في إطارها الذي تم التنبؤ بظواهر من هذا النوع ، الصورة الرباعية للمصدر العدسي.
كوازار بأربعة وجوه
أحد أكثر الأجسام الرباعية "ضوئيًا" هو الكوازار QSO 2237 + 0305 الذي ينتمي إلى كوكبة بيغاسوس. إنه بعيد جدًا: لقد سافر الضوء المنبعث من هذا الكوازار أكثر من 8 مليارات سنة قبل أن يصطدم بعدسات الكاميرا الخاصة بالتلسكوبات الأرضية والتلسكوبات الفضائية. يجب أن يؤخذ في الاعتبار فيما يتعلق بصليب أينشتاين هذا أن هذا اسم مناسب ، على الرغم من أنه غير رسمي ، ومكتوب بحرف كبير.
في الجزء العلوي من الصورة هو أينشتاين كروس. البقعة المركزية هي نواة المجرة العدسية. تم التقاط الصورة عن طريق الفضاءتلسكوب هابل
المجرة ZW 2237 + 030 ، التي تعمل كعدسة ، أقرب 20 مرة من الكوازار نفسه. ومن المثير للاهتمام ، أنه بسبب تأثير العدسة الإضافي الناتج عن النجوم الفردية ، وربما عناقيد النجوم أو الغازات الضخمة وغيوم الغبار في تكوينها ، فإن سطوع كل مكون من المكونات الأربعة يخضع لتغيرات تدريجية ، وغير متساوية.
مجموعة متنوعة من الأشكال
ربما لا يقل جمالًا عن الكوازار متعدد العدسات HE 0435-1223 ، وهو تقريبًا نفس مسافة QSO 2237 + 0305. تحتل عدسة الجاذبية ، نظرًا لمجموعة من الظروف العشوائية تمامًا ، مثل هذا الموضع هنا حيث توجد جميع الصور الأربعة للكوازار بشكل متساوٍ تقريبًا ، وتشكل صليبًا منتظمًا تقريبًا. يقع هذا الكائن المذهل بشكل غير عادي في كوكبة Eridani.
واخيرا مناسبة خاصة. كان علماء الفلك محظوظين بما يكفي لالتقاط صورة فوتوغرافية كيف أن عدسة قوية - مجرة في كتلة ضخمة في المقدمة - لم تكبر بصريًا كوازار ، بل انفجار سوبرنوفا. تفرد هذا الحدث هو أن المستعر الأعظم ، على عكس الكوازار ، هو ظاهرة قصيرة المدى. وقع الانفجار ، الذي أطلق عليه اسم مستعر أعظم ريفسدال ، في مجرة بعيدة منذ أكثر من 9 مليارات سنة.
في وقت لاحق ، إلى صليب أينشتاين ، الذي عزز ومضاعفة الانفجار النجمي القديم ، بعيدًا قليلاً ، تمت إضافة صورة خامسة أخرى ، متأخرة بسبب خصائص بنية العدسة ، وبالمناسبة ، توقعمقدما.
في الصورة أدناه يمكنك رؤية "صورة" المستعر الأعظم Refsdal ، مضروبة في الجاذبية.
الدلالة العلمية للظاهرة
بالطبع ، لا تلعب ظاهرة مثل صليب أينشتاين دورًا جماليًا فقط. إن وجود كائنات من هذا النوع هو نتيجة ضرورية للنظرية النسبية العامة ، وملاحظتهم المباشرة هي واحدة من أكثر التأكيدات وضوحًا على صحتها.
إلى جانب التأثيرات الأخرى لعدسات الجاذبية ، فإنها تجذب انتباه العلماء الوثيق. تجعل تقاطعات وحلقات أينشتاين من الممكن دراسة ليس فقط مصادر الضوء البعيدة التي لا يمكن رؤيتها في غياب العدسات ، ولكن أيضًا دراسة بنية العدسات نفسها - على سبيل المثال ، توزيع المادة المظلمة في مجموعات المجرات.
يمكن أن تساعد دراسة الصور المكدسة غير المتساوية ذات العدسة للكوازارات (بما في ذلك الصور الصليبية) في تحسين المعلمات الكونية المهمة الأخرى ، مثل ثابت هابل. هذه الحلقات والصلبان غير المنتظمة تتشكل من الأشعة التي قطعت مسافات مختلفة في أوقات مختلفة. لذلك ، فإن مقارنة هندستها مع تقلبات السطوع تجعل من الممكن تحقيق دقة كبيرة في تحديد ثابت هابل ، وبالتالي ديناميكيات الكون.
باختصار ، الظواهر المذهلة التي خلقتها عدسات الجاذبية لا ترضي العين فحسب ، بل تلعب أيضًا دورًا جادًا في علوم الفضاء الحديثة.
