Langit malam telah lama menarik dan mengagumkan seseorang yang mempunyai banyak bintang. Teleskop amatur boleh melihat pelbagai jenis objek dalam angkasa yang lebih besar - banyak gugusan, sfera dan berselerak, nebula dan galaksi berdekatan. Tetapi terdapat fenomena yang sangat menakjubkan dan menarik yang hanya dapat dikesan oleh instrumen astronomi yang berkuasa. Antara khazanah alam semesta tersebut ialah peristiwa kanta graviti, dan antaranya ialah salib Einstein yang dipanggil. Apa itu, kita akan ketahui dalam artikel ini.
Kanta angkasa
Kanta graviti dicipta oleh medan graviti berkuasa objek dengan jisim yang ketara (contohnya, galaksi besar), secara tidak sengaja ditangkap di antara pemerhati dan beberapa sumber cahaya jauh - quasar, galaksi lain atau terang supernova.
Teori graviti Einstein menganggap medan graviti sebagai ubah bentuk kontinum ruang-masa. Sehubungan itu, garisan di mana sinar cahaya merambat dalam selang masa terpendek (garisan geodesik) jugasedang bengkok. Akibatnya, pemerhati melihat imej sumber cahaya diherotkan dalam cara tertentu.
Apakah itu "salib Einstein"?
Sifat herotan bergantung pada konfigurasi kanta graviti dan pada kedudukannya berbanding dengan garis penglihatan yang menghubungkan sumber dan pemerhati. Jika kanta betul-betul simetri pada garis fokus, imej yang cacat ternyata berbentuk cincin, jika pusat simetri dianjak berbanding garis, maka cincin Einstein seperti itu boleh dibahagikan kepada lengkok.
Dengan anjakan yang cukup kuat, apabila jarak yang diliputi oleh cahaya berbeza dengan ketara, lensa membentuk imej berbilang titik. Salib Einstein, sebagai penghormatan kepada pengarang teori relativiti umum, dalam rangka fenomena seperti ini diramalkan, dipanggil gambar empat kali ganda bagi sumber kanta.
Quasar dalam empat muka
Salah satu objek empat yang paling "fotogenik" ialah quasar QSO 2237+0305 kepunyaan buruj Pegasus. Ia sangat jauh: cahaya yang dipancarkan oleh quasar ini mengembara lebih daripada 8 bilion tahun sebelum ia mengenai kanta kamera teleskop berasaskan darat dan angkasa. Perlu diingat berhubung dengan Einstein Cross ini bahawa ini adalah nama yang betul, walaupun tidak rasmi, dan ditulis dengan huruf besar.
Di bahagian atas foto ialah Einstein Cross. Titik tengah ialah nukleus galaksi lensa. Gambar itu diambil oleh angkasateleskop Hubble.
Galaksi ZW 2237+030, bertindak sebagai kanta, adalah 20 kali lebih dekat daripada quasar itu sendiri. Menariknya, disebabkan oleh kesan kanta tambahan yang dihasilkan oleh bintang individu, dan mungkin gugusan bintang atau gas besar dan awan debu dalam komposisinya, kecerahan setiap satu daripada empat komponen mengalami perubahan beransur-ansur dan tidak sekata.
Pelbagai bentuk
Mungkin tidak kurang cantiknya ialah quasar kanta silang HE 0435-1223, hampir sama jaraknya dengan QSO 2237+0305. Kanta graviti, disebabkan oleh set keadaan rawak sepenuhnya, menduduki kedudukan sedemikian di sini sehingga keempat-empat imej quasar terletak hampir sama rata, membentuk salib yang hampir sekata. Objek yang luar biasa menakjubkan ini terletak di buruj Eridani.
Dan akhirnya majlis istimewa. Ahli astronomi cukup bernasib baik untuk menangkap dalam gambar bagaimana kanta berkuasa - galaksi dalam gugusan besar di latar depan - membesar secara visual bukan quasar, tetapi letupan supernova. Keunikan acara ini ialah supernova, tidak seperti quasar, adalah fenomena jangka pendek. Letupan itu, digelar supernova Refsdal, berlaku di galaksi jauh lebih 9 bilion tahun yang lalu.
Beberapa lama kemudian, ke salib Einstein, yang menguatkan dan melipatgandakan letupan bintang purba, sedikit lebih jauh, imej kelima lain telah ditambah, terlewat disebabkan oleh keanehan struktur kanta dan, dengan cara itu, meramalkanlebih awal.
Dalam gambar di bawah anda boleh melihat "potret" supernova Refsdal, didarab dengan graviti.
Kepentingan saintifik fenomena
Sudah tentu, fenomena seperti salib Einstein bukan sahaja memainkan peranan estetik. Kewujudan objek seperti ini adalah akibat yang perlu daripada teori relativiti umum, dan pemerhatian langsung mereka adalah salah satu pengesahan yang paling jelas tentang kesahihannya.
Bersama-sama dengan kesan kanta graviti yang lain, ia menarik perhatian saintis. Salib dan cincin Einstein membolehkan anda mengkaji bukan sahaja sumber cahaya yang begitu jauh yang tidak dapat dilihat jika tiada kanta, tetapi juga struktur kanta itu sendiri - contohnya, pengedaran jirim gelap dalam gugusan galaksi.
Kajian imej berlensa yang tidak rata bagi quasar (termasuk imej salib) juga boleh membantu untuk memperhalusi parameter kosmologi penting lain, seperti pemalar Hubble. Cincin dan salib Einstein yang berbentuk tidak teratur ini dibentuk oleh sinar yang telah menempuh jarak yang berbeza dalam masa yang berbeza. Oleh itu, perbandingan geometrinya dengan turun naik kecerahan memungkinkan untuk mencapai ketepatan yang tinggi dalam menentukan pemalar Hubble, dan seterusnya dinamik Alam Semesta.
Ringkasnya, fenomena menakjubkan yang dicipta oleh kanta graviti bukan sahaja menyenangkan mata, tetapi juga memainkan peranan serius dalam sains angkasa lepas.
