Функционирует при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации

Регион

В космосе произошло то, что предсказывал великий физик

Ещё лет сто назад учёные поняли, что Вселенная порой обманывает нас удивительными оптическими иллюзиями.

9 августа 2023, 22:44
282276
Обложка © Shutterstock

Обложка © Shutterstock

Этот феномен чаще всего носит имя только Эйнштейна, но иногда к нему справедливости ради всё-таки добавляют и фамилию Хвольсона, потому что всё-таки первым это явление предсказал советский ленинградский физик Орест Данилович Хвольсон. Он в 1924-м опубликовал в одном международном научном издании небольшую статью "О ложной двойной звезде". И в ней сказано, что гравитация какого-то массивного объекта в космосе создаёт точно такой же оптический эффект увеличения, как это делает линза, и из-за этого прячущийся за ним другой объект может "выглядывать" из-за него в искажённом, гипертрофированном виде. Явление получило название гравитационной линзы.

Явление гравитационного линзирования при прохождении чёрной дыры перед галактикой. Фото © Wikipedia

Впрочем, Хвольсон вычислил это на основе общей теории относительности Эйнштейна, которая была сформулирована в 1915 году и гласит, что гравитация — это следствие искривления ткани пространства-времени любым веществом, имеющим массу. То есть получается нечто вроде воронки, в которую всё вокруг утягивается. Чем больше масса, тем больше искривление и тем сильнее притяжение.

Так вот, Хвольсон догадался, что проходящий мимо этой воронки свет от какого-нибудь другого объекта будет как бы огибать эту искривлённую область пространства. А позже уже сам Эйнштейн эту мысль развил и даже составил формулу, по которой можно вычислить радиус такой гравитационной линзы. Разумеется, это зависит от расстояний и от массы обоих объектов: и того, который выполняет роль линзы, и того, что эта линза увеличивает. Тогда, во времена Эйнштейна и Хвольсона, ещё не было таких мощных телескопов, как сейчас, так что эти линзы они видели только в уме. Они их предвидели. И лишь спустя многие десятилетия, в 1980-е годы, астрономы впервые увидели их собственными вооружёнными глазами.

"Космическая подкова" — гравитационная линза в созвездии Льва. Фото © Wikipedia / Lensshoe_hubble.jpg

"Космическая подкова" — гравитационная линза в созвездии Льва. Фото © Wikipedia / Lensshoe_hubble.jpg

Вот такую гравитационную линзу называют либо кольцом Эйнштейна, либо "космической подковой", потому что, как легко заметить, это не совсем кольцо. Хотя полноценные кольца тоже бывают. В данном случае в центре мы видим красноватую совершенно огромную галактику, она раз в сто массивнее нашего Млечного Пути и находится от нас на расстоянии в пять миллиардов световых лет. А сама подкова — это прячущаяся непосредственно за ней другая галактика, расположенная вдвое дальше.

Сейчас во Вселенной уже насчитывают целые сотни таких подков и колец. Но с началом наблюдений гравитационных линз оказалось, что иногда — очень редко — они создают и другую, ещё более удивительную картину. Не кольца и не подковы, а целого ложного созвездия, похожего на крест. Вот такую-то учёные недавно и нашли. Она уже не первая из обнаруженных, уже известно порядка десятка таких крестов, но ещё не по всем есть чёткое подтверждение, что это именно гравитационные линзы. И это, судя по всему, крайне редкий оптический эффект в космосе.

Обнаруженная недавно в космосе гравитационная линза "крест Эйнштейна". Фото © arxiv.org

Обнаруженная недавно в космосе гравитационная линза "крест Эйнштейна". Фото © arxiv.org

Возникает он, похоже, по той же самой схеме, что и подковы с кольцами: на одной линии выстраиваются наблюдатель, передняя галактика и задний объект. Но в данном случае свету от дальней галактики не так успешно удаётся обогнуть эту гравитационную воронку — и получается не круг, а лишь четыре светящихся точки. Видимо, линза, то есть передняя галактика, уж очень огромная, а спрятанная за ней, наоборот, не очень. Во всяком случае, учёные пишут, что линзой выступает большая эллиптическая галактика и она гораздо массивнее того, что она собой зрительно увеличила или, точнее, "умножила вчетверо".

Линза находится в шести миллиардах световых лет, "умноженная" галактика — в одиннадцати. То есть их разделяет пять миллиардов световых лет. И без такого неслыханного "увеличительного стекла" мы бы эту дальнюю галактику, надо понимать, даже в "Хаббл" не увидели бы. Притом даже не из-за расстояний, а по той простой причине, что ближняя её загораживает. Собственно, любая галактика может послужить линзой, если "поставить" её прямо перед какой-нибудь другой. И на самом деле выходит, что этот крест вместе с остальными гравитационными линзами — наглядное, видимое человеческому глазу проявление того, как галактики своей массой, то есть самим фактом своего существования, "скручивают" пространство-время. Того, что вся Вселенная испещрена такими гравитационными пространственно-временными воронками.

Комментариев: 0
avatar
Для комментирования авторизуйтесь!