Hubble'dan daha fazlasını görün: Yerçekiminin kendisi en iyi kozmik teleskoptur
Yerçekimi merceği: evreni büyütmek için evreni kullanın
Daha uzaktaki evreni görmek istiyorsanız, daha fazla ışık toplamanız gerekir. Tıpkı ampuller ve mumlar ne kadar uzaklaştıkça zayıfladıkça, daha uzaktaki yıldızları ve galaksileri de bulmak ve gözlemlemek daha zordur. Astronomide, bir gök cismi bulma ve inceleme yeteneği, tamamen gök cisiminden kaç tane foton toplayabileceğinize bağlıdır.
Resim kaynağı: Avrupa Güney Gözlemevi'nin, ışık toplama yeteneğinin ayrıntıları görme üzerindeki etkisini gösteren "OWL" projesi
Geleneksel olarak, daha fazla foton toplamanın yalnızca iki yolu vardır:
Elbette, uzaya da gidebilirsiniz (böylece atmosferle uğraşmanıza gerek kalmaz) veya çok sayıda son derece sofistike ve gelişmiş uyarlanabilir optik sistem kurarak (böylece gürültüyü azaltabilir ve her bir fotonu daha verimli ve anlamlı hale getirebilirsiniz), böylece artırabilirsiniz. Işık miktarını toplama verimliliği, ancak sonuçta toplayabileceğiniz ışık miktarı hala sınırlıdır.
Ancak, daha büyük ve daha pahalı teleskoplar inşa etmek veya tüm gözlem zamanını aynı hedefe odaklamak değilse, hedef gök cisimlerini ultra uzun mesafelerde büyütmenin ve onlardan daha fazla ışık almanın bir yolunu bulmak gerekir. Ne yapmalıyım? Bir tesadüf eseri, Einstein'ın genel görelilik teorisi bu fenomeni doğru bir şekilde öngördü: kütleçekimsel merceklenme etkisi.
Görüntü kaynağı: NASA / ESA, Yerçekimsel merceklemenin çalışma prensibinin açıklaması
Genel görelilik hakkında hiçbir şey bilmiyorsanız, şuna bir bakın: temel fikri, uzay ve zamanın göreceli olarak bağımsız olmadığı, tek, sürekli ve bölünmez bir yapı, yani zaman ve uzay oluşturduğudur. Her parçacık. Zaman ve mekanda seyahat ederken, maddenin ve enerjinin varlığı, zamanın ve mekanın yapısını bozacaktır. Fritz Zwicky 1830'larda, uzayda bir süper kütleli galaksi veya bir galaksi kümesi gibi yeterince kütle toplarsanız, bunun garip bir büyüteç gibi davranabileceğini keşfetti. Arkasındaki nesnede: yerçekimi merceği.
Resim kaynağı: ESO / R. Massey
Yerçekimi merceği, arka planın yönüne ve ön plan ışık kaynaklarına bağlı olarak birçok şekilde ifade edilebilir:
- Aynı galaksinin birden çok görüntüsünü oluşturabilirler çünkü ışık yolu farklı yönlerde bükülür.
- Radyal yaylar, elipsler ve "uzatılmış" görüntüler dahil olmak üzere görüntü bozulmasına neden olabilirler.
- Ve eğer mükemmel bir şekilde hizalanmışsa, daha ciddi bir deformasyon yaratabilir, böylece arka plan nesnesi, Einstein halkası adı verilen tam veya neredeyse tam bir daireye gerilir.
Ancak tüm bu durumların ortak bir yanı vardır: yerçekimi aktarımı ile fotoğraflanan bir nesne büyütülecek ve gözlemlerin sayısı arttıkça parlaklığı da artacaktır.
Şu ana kadar bulabildiğimiz en uzak kuasarları ve galaksileri bulmamızı sağlayan, şu anki rekor sahibi de dahil olmak üzere bu teknolojidir. Tüm gelişmiş teknolojilerimizi kullanarak: En büyük astronomik teleskop en fazla miktarda ışığı, uzun vadeli gözlemleri ve uzaktaki nesnelerin ve yerçekimi lenslerinin tesadüfi düzenlenmesini toplayabilir, evreni diğer teknolojilerden daha uzakta tespit edebiliriz. Bu aynı zamanda tüm galaksiler arasında en uzak galaksiyi bulmanın yoludur: mevcut rekor sahibi EGSY8p7, büyütülmemişse tespit edilmeyecektir.
Resim kaynağı: NASA-Hubble ve Spitzer Uzay Teleskobu tarafından gözlemlenen EGSY8p7 galaksisi.
İnsanlar, kütleçekimsel mercekleme kavramı önerildikten sonra 40 yıldan fazla bir süredir bu fenomeni gerçekten gözlemlememiş olsalar da, şu anda uzak (ön plan) galaksileri tartmak ve çok uzak (arka plan) galaksileri keşfetmek için en verimli araçtır. Bu, tam olarak kontrol edebileceğimiz bir teknoloji olmasa da, çünkü evrende çok fazla madde var ve mercekler ve mercek nesneleri kendi konumlarına yerleştiriliyor, yapabileceğimiz tek şey gözlemlemek, doğru araçları ve doğru dalga boyunda kullanmak. Gözlem süresi ne kadar uzun olursa, evrendeki daha uzak gök cisimleri bulunabilir.
Resim kaynağı: NASA, ESA, R. Bouwens ve G. Illingsworth (California Üniversitesi, Santa Cruz)
Daha iyi teleskoplar, daha iyi teknoloji ve daha uzun zaman, bilinmeyen galaksileri keşfetmek için iyidir, ancak nihai kozmik büyüteç söz konusu olduğunda, araçlarımız Einstein'ın genel görelilik teorisi kadar güçlü değildir. Evrenin kütlesi ve zamanın ve uzayın doğası, uzaktaki evrene beklediğimizden çok daha fazla ışık yayar!
Yazar: Ethan Siegel
Bilginize: Aynı
İlgili herhangi bir içerik ihlali varsa, silmek için lütfen 30 gün içinde yazarla iletişime geçin
Lütfen yeniden basım için yetki alın ve bütünlüğü korumaya ve kaynağı belirtmeye dikkat edin
