Lents gravitatòries

Una de les conseqüéncies importants de la gravitació de l'Einstein sobre la llum és que les masses poden alterar la direcció de la llum i causar efectes com els de les lents. Això és un concepte que sembla paradòxic, difícil de creure i de veure degut a que en el nostre entorn no és una cosa que succeeixi. A més sabem que els rajos de llum van en línia recta.

Però si mirem al cel de nit, podem veure que això és possible i que ajuda els científics a entendre millor les parts més llunyanes de l'Univers.

Primer de tot hem d'entendre que parlem de fenòmens que es produeixen a unes escales immenses i que ho veiem des de una distància enorme. La teoria relativista de la gravetat ens diu que una massa té associat un camp gravitatori i aquest camp gravitatori és capaç d'atraure el llum, o bé, que el pou gravitatori creat deforma l'espai fent que la llum segueix una trajectòria corbada.

L'efecte visual d'això és que la posició de l'objecte del qual ens arriba la llum i passa per una zona amb un camp gravitatori intens, no es troba a la posició aparent perqué la seva llum ha estat desviada.

Però, com poder saber que la llum que ens arriba ha estat desviada? Bé, hi ha ocasions en qué tenim, des de la nostra posició, els objectes alineats de manera que entre la font i nosaltres hi ha un objecte molt massiu que pot ser una galàxia. La llum que hauria de divergir des de la font, en passar a prop de la galàxia intermédia, convergeix de nou, fent que es produeixin més d'una imatge de l'objecte original.

És a dir, que si podem trobar un objecte duplicat o deformat a cada banda d'un objecte massiu, serà a conseq¸éncia de l'efecte de la lent gravitatòria.

Que la llum es pugui desviar de la seva trajectòria recta és curiós i estrany, però el que realment passa és molt més estrany. De fet, els rajos de llum segueixen la trajectòria més recta possible perqué és el propi espai el que està deformat per l'acció de la gravetat.

Tony Phillips, a la web de l'American Mathematical Society, ilïlustra aquest fenomen de la seg¸ent manera: imagina un conus de paper que representa l'espai en dues dimensions i imagina criatures de dues dimensions sobre el paper. Si obrim i estenem el conus sobre una superfície i fem una línia que el creui, entendrem que és una recta. Però si doblem l'espai, des de fora la línia es veu amb una corba, encara que els habitants no s'adonen.

I aquí tenim les imatges que ens mostren com la llum que ens arriba de les galàxies més llunyanes es deforma i crea arcs que són imatges duplicades o triplicades d'un mateix objecte.

Una de les més estudiades correspon al cúmul de galàxies Abell 1689 que es troba a 2.000 milions d'anys llum. …s tan massiu que ens fa de lent davant les galàxies que hi ha en el fons permetent-nos veure, deformades, les que es calcula que són a 13.000 milions d'anys llum. Això és veure les galàxies que es van formar 700 milions anys després del Big Bang!!

En els casos on l'objecte magnificant i el de fons es troben perfectament alineats, l'efecte és una deformació en forma d'anell que envolta l'objecte més proper.

La Creu d'Einstein és un del millors exemples de lents gravitacionals on es poden veure múltiples imatges, quatre, d'un quàsar provocat per una galàxia propera (PGC69457)

El telescopi Hubble, amb la seva capacitat de fer imatges de gran detall dels objectes més llunyans possible, va capturar la imatge del segle entre les de lents gravitatòries.

Es tracta d'un anell d'Einstein complet en un 80% la qual cosa vol dir que l'alineació entre el magnificador i la galàxia de fons és quasi perfecta.

Si la mida de l'anell et fa pensar, pot ser el que voldries saber és: si això és una imatge ampliada de la galàxia de fons, aleshores, com és la galàxia de fons?

Bé la resposta podria ser la galàxia senyalada a la següent imatge.