Что такое крест и кольцо Эйнштейна — чем объясняется их возникновение ( 4 фото )

Общей теорией относительности Эйнштейна было предсказано существование объектов, которые искажаются под воздействием массы. В отличие от Эйнштейна, Ньютон считал, что свет распространяется только по прямой.

Но все-таки гравитационное поле тела может искажать пространство, изгибая траекторию движения света, подобно тому, как это делает линза.

Можно смоделировать влияние гравитационного поля на объекты благодаря простейшему примеру с изображением галактики и линзой на лупе. Для этого на небольшом расстоянии от наблюдателя нужно поместить наблюдаемый предмет, в данном случае изображение, а между ними установить лупу. Из-за линзы — преграждающего тела — свет от «удаленной» галактики попадает к наблюдателю искаженным.


Искажение света наблюдается и в космосе, в таких масштабах этот эффект называется гравитационным линзированием. Лучше всего он заметен при нахождении между телом и наблюдателем объекта с большой массой, вроде галактики. Соблюдение этого условия, позволяет наблюдать сильное гравитационное линзирование. Хотя искажение могут вызывать даже звезды. Впервые эффект линзирования был изучен с помощью звезд.

Во времена разработки теории относительности не было возможности подтвердить линзирование, хотя его можно было наблюдать даже в нашей Солнечной системе. Ведь максимально изогнуть свет могла ближайшая к Земле звезда Солнце.


Физика процесса

В 1917 году Фрэнк Уотсон все же решился на эксперимент. Он начал искать способы проверить теорию Эйнштейна, которая гласит, что положение звезд во время нахождения у диска солнца должно меняться. Эксперимент поставили через 2 года. Наблюдения происходили в фазу полного солнечного затмения, когда луна полностью заслонила его диск. В это время измерили положение звезд, относительно солнечного круга, а затем сравнили результаты с их обычным положением.

Оказалось, что они переместились, хотя так и остались визуально в ореоле Солнца. Это стало доказательством теории Эйнштейна, согласно которой массивные объекты искажают пространство, а также траекторию движения света. Последующие эксперименты лишь подтверждали это.


Крест и круг Эйнштейна

Линзирование проявляется при прохождении света вблизи темной материи, хотя она сама не видна, но имеет гравитацию. Поэтому все галактики, пролегающие за темной материей, для нас хоть и слабо, но обязательно искажены. Существенно видоизменяют объекты черные дыры — источники сверхсильной гравитации.

Если космическая «линза» полностью перекрывает удаленный объект, наблюдатели видят кольцо или крест Эйнштейна. В этих случаях мы видим четыре разрозненные точки или диаметральную сферу без сердцевины. На самом деле это один объект, подверженный линзированию.

С помощью линзирования доказали существование темной материи, и до сих пор таким способом отслеживают ее количество и местонахождение. Кроме того, посредством линзирования обнаруживают новые галактики, экзопланеты, а еще космические «линзы» увеличивают близкорасположенные к линзе объекты и их можно лучше рассмотреть.