воскресенье, 19 января 2014 г.

Свет, притянутый галактикой

Мы все знакомы с силой притяжения. Притяжение Земли удерживает на поверхности планеты людей, предметы, воду в реках и морях и атмосферу вокруг планеты. Сила притяжения Земли не дает Луне улететь в космос, а сила притяжения Солнца удерживает все планеты Солнечной системы на их орбитах. Эта сила притяжения называется «гравитация».

Мы видим, что гравитация воздействует на все предметы, от карандаша на столе, до огромной планеты на орбите, но действует ли она на свет, который движется быстрее, чем что бы то ни было во вселенной? Если мы включим фонарик — то не увидим, что его луч «падает» вниз или как-то искривляется. Неужели стремительно распространяющийся свет свободен от действия гравитации?

Нет, сила притяжения действует на свет так же, как и на всё остальное. Просто наша Земля слишком «легкая», чтобы ее гравитация заметно изменила ход луча света. Для того, чтобы мы смогли заметить искривление луча света под воздействием гравитации — понадобится что-то, по-настоящему тяжёлое.

«Крест Эйнштейна» — искаженное изображение далекого квазара Q2237+030

Посмотрите на спиральную галактику на фотографии — вам ничего не кажется странным? Выглядит так, как будто у нее пять ярких ядер. На самом деле, там, где мы видим пять светящихся пятен — есть только два объекта.

Не очень яркое центральное пятно — это и есть центр галактики, удаленной от нас примерно на 400 миллионов световых лет. А четыре ярких пятна вокруг него — это изображения одного и того же объекта, очень яркого ядра гораздо более далёкой галактики (такой объект называется «квазар»), расстояние до него — 8 миллиардов световых лет.

Центр ближней галактики состоит из многих миллиардов звёзд и обладает огромной гравитацией. Этой силы хватило, чтобы удивительным образом изменить ход лучей от далекого квазара, расположенного точно за этой галактикой, если смотреть с Земли. В результате искривления лучей света мы видим не одно изображение квазара, а сразу четыре! Кроме того, поскольку отдельные звёзды в галактике перемещаются, изменяя форму гравитационного поля ядра галактики, со временем изображения далёкого квазара меняют свою яркость.

Такой эффект называется «гравитационным линзированием», потому что, проходя через мощное гравитационное поле какого-нибудь массивного объекта, лучи света меняют свое направление, как если бы они проходили через линзу очков, фотоаппарата или телескопа.

Объект, который вы видите на фотографии, называется «крест Эйнштейна», в честь знаменитого ученого Альберта Эйнштейна, предсказавшего эффект искривления света под воздействием гравитации. Его предсказание было впервые подтверждено в 1919 году во время наблюдения солнечного затмения. Когда диск Луны закрыл свет Солнца, астрономы заметили, что видимые рядом с Солнцем звёзды видны не совсем там, где они должны быть, поскольку солнечная гравитация «изогнула» лучи света, идущего от них.

Знаете ли вы? Есть и другие примеры воздействия гравитации на свет. Если свет пройдет недалеко от черной дыры, обладающей невероятно мощной гравитацией, то он будет притянут ей с такой силой, что никогда не сможет покинуть пределы черной дыры!

Текст — Д. Порубов. Изображение — J.Rhoads, S.Malhotra, I.Dell'Antonio (NOAO)/WIYN/NOAO/NSF

Комментариев нет:

Отправить комментарий