
توضیحات اپیزود
اپیزود شماره 5
اپیزود شماره 5
حلقههای انیشتین، پدیده ای جذاب و زیبا در فضا هستند که به دلیل گرانش رخ می دهند.
آنها زمانی اتفاق میافتند که یک جرم عظیم، مانند یک کهکشان یا یک خوشه کهکشانی، بین ما ، یعنی ناظران و یک جسم دورتر، مانند یک کهکشان یا یک ستاره، قرار میگیرد.
در این پادکست به این موضوع جذاب میپردازيم
الان بشنوید
متن کامل اپیزود
حلقههای انیشتین پدیده جذاب و زیبا در فضا هستند که به دلیل گرانش رخ میدهند آنها زمانی اتفاق میافتند که یک جرم عظیم مانند یک کهکشان یا یک خوشه کیهانی بین ما یعنی ناظران و یک جسم دورتر مانند یک کهکشان یا یک ستاره قرار میگیرد.
فضا را به صورت یک صفحه غول پیکر تصور کنید و اجرامی با جرمهای معادل با جرم ستارهها یا کهکشانها را در نظر بگیرید. این اجرام به دلیل جاذبه سهمگین خود نوعی فرورفتگی در بافت فضازمان ایجاد میکنند این موضوع تا حدودی شبیه به این است که چگونه یک توپ سنگین که روی یک ورقه لاستیکی قرار میگیرد فرورفتگی ایجاد میکند. هنگامی که نور یک جسم بسیار دور بیایید آن را شی پس زمینه بنامیم از نزدیکی یکی از این اجرام عظیم عبور میکند مسیر نور به دلیل فرورفتگی در فضای ناشی از گرانش خم میشود گویی نور مسیری منحنی شکل در اطراف جسم عظیم طی میکند اکنون برای اینکه حلقه انیشتین اتفاق بیفتد باید چیز بسیار خاصی رخ دهد و شیء پس زمینه، جسم عظیم و ما یعنی ناظران همه باید کاملا در یک راستا قرار گیرند.
تصور کنید که از طریق یک تلسکوپ نگاه میکنید و یک ستاره دور در پشت یک کهکشان عظیم وجود دارد و آنها دقیقاً از دید شما در یک راستا هستند چیزی که میبینید باورنکردنی است نور آن ستاره دور در سراسر کهکشان عظیم جلوی آن خم میشود به دلیل این تراز کامل نور خمیده یک دایره یا یک شکل حلقه مانند در آسمان ایجاد میکند که از آن به نام حلقه انیشتین نام میبرند این حلقه به صورت یک دایره نوری کامل و پیوسته به نظر میرسد که کهکشانی عظیم را در پیش زمینه احاطه کرده است.
این مانند عدسی کیهانی خود طبیعت است که دایرهای کامل از نور شیء پس زمینه را نشان میدهد.
حلقههای انیشتین رویدادهای کیهانی نادر و خیره کننده هستند که بینشهای ارزشمندی را در مورد تاثیر گرانش بر نور در اختیار اخترشناسان قرار میدهند.
آنها همچنین به ما کمک میکنند اجرام دور را مطالعه کنیم و در مورد توزیع جرم در فضا بیشتر بفهمیم به عبارت ساده تر حلقه انیشتین نتیجه گرانش است که مسیر نور را خم میکند و زمانی که یک جسم دور یک جسم پر جرم و یک ناظر، کاملا در یک راستا قرار میگیرند حلقه ای از نور ایجاد میکند مثل یک توهم کیهانی است اما همین به اصطلاح توهمات کیهانی چندین کاربرد مهم و پیامدهای علمی خارقالعاده در زمینه اختر فیزیک و کیهان شناسی دارد.
اول اندازهگیری جرم و مطالعات ماده تاریک حلقههای انیشتین راهی برای اندازهگیری جرم جسم عظیم پیش زمینه مانند کهکشان یا خوشه کهکشانی که به عنوان عدسی گرانشی عمل میکنند ارائه میکند. با مطالعه درجه خمش نور و هندسه حلقه ایجاد شده ستاره شناسان میتوانند جرم جسم عدسی را تخمین بزنند و این برای درک توزیع ماده مرئی و تاریک در کهکشان و خوشههای کهکشانی بسیار ارزشمند است دوم کاوش در جرم اجرام بسیار دور حلقههای انیشتین را میتوان برای مطالعه توزیع جرم اجرام دور از جمله کهکشانها و خوشههای کهکشانی که ممکن است اندازه گیری مستقیم آنها چالش برانگیز باشد استفاده کرد.
این بخت در شناسایی کمک میکند تا چشم انداز گرانشی جهان را ترسیم کنند.
سوم کاربردهای کیهان شناسی عدسی گرانشی از جمله حلقههای انیشتین نقش مهمی در کیهانشناسی ایفا میکند میتوان از آن برای مطالعه ساختار بزرگ مقیاس جهان توزیع کهکشانها و سرعت انبساط کیهان استفاده کرد مشاهدات چندین عدسی از اشیا پس زمینه میتواند پارامترهای کیهانی را محدود کند و به ما اجازه میدهد تا دقیقتر و با اطمینان بیشتر به رصد گوشههای دور و مدتی بپردازیم که تا قبل از درک چگونگی کارکرد این عدسی های عظیم و رایگان کیهانی ممکن نبود. چهارم؛
تشخیص ماده تاریک عدسی گرانشی از جمله تشکیل حلقههای انیشتین شواهد غیر مستقیم برای حضور ماده تاریک ارائه میدهد. ماده تاریک نور ساطع نمیکند اما اثرات گرانشی آن را میتوان از طریق پدیده عدسی مشاهده کرد. مطالعه اجسام دارایی عدسی به ما کمک میکند تا نقش ماده تاریک در جهان را درک کنیم در واقع بدون وجود این عدسیهای دوردست کیهانی که شناخته ایم بررسی ابر ساختارهای کیهانی مخصوصا بخش عمدهای از کیهان که به نظر نامرئی و غیر قابل دیدن و چشم های غیر مسلح و بعضاً حتی مسلح ماست بی معنی و غیر قابل اجرا بود به لطف همین پدیده رایگان و فوق عجیب کیهانی است که ما امروز به سمت درک بهتری از ساختار کیهان در حرکتیم پنجم تشخیص اشیا با جابجایی به قرمز بالا یا ردشیفت حلقههای انیشتین
میتوانند اشیا پس زمینه دوردست را بزرگنمایی کرده و قابل مشاهده کنند که در غیر این صورت تشخیص آنها بسیار سخت خواهد بود این موضوع به اخترشناسان اجازه میدهد که کهکشان ها و اختر وش ها راحت حتی با داشتن جابجایی به سرخ بسیار زیاد مطالعه کنند و بینشی بهتر در مورد شرایط و تکامل کیهان اولیه ارائه کند به جاب خطوط طیفی به سمت طول موجهای بلندتر که در واقع سرختر به نظر میرسند و این پدیده هم خود به علت دور شدن جسم تابنده از ناظر رخ میدهد انتقال به سرخ میگویند که واحدی برای بیان فواصل کیهانی نیست ششم آزمایش نسبیت عام انیشتین عدسی گرانشی از جمله خمش نور در حلقههای انیشتین به عنوان آزمایشی در دنیای واقعی برای نظریه نسبیت عام انیشتین عمل میکند انحراف از پیشبینیهای عدسی مورد انتظار میتواند به طور بالقوه نشان دهنده تغییرات در نظریه یا وجود قوانین فیزیکی بسیار عجیب و غریب باشد با بررسی عدسیهای گرانشی و به دست آوردن فرمولهای ریاضی مربوط به محاسبات گرانش خمش زمان و سرعت میتوان معیاری برای سنجشهای دقیق نسبیت عام به دست آورده و آن را در موارد زیادی به بوته آزمایش گذاشت که تاکنون بدون استثنا از همه آنها سربلند بیرون آمده است هفتم نقشهبرداری از زیرساخت ماده تاریک مشاهدات دقیق حلقههای انیشتین میتواند ساختارهای با قیاس کوچکتر را در اجسام عظیم دسی مانند تودههای ماده تاریک نشان دهند این به درک ماهیت سلسله مراتبی شکلگیری کهکشانها کمک میکند در برخی موارد که جرم ساختارهای کوچک مشاهده شده نمیتواند معمای چگونگی شکل گیری آنها را بر اساس قوانین کیهانی گرانش نشان دهد وجود ماده تاریک غیر مرئی که از دل محاسبات بسیار سهمگین و پیچیده بیرون میآید میتواند به ما در ترسیم چگونگی وجود و توزیع ماده تاریک کمک شایانی و در واقع هندسی نامرئی بخشهایی خاص از کیهان را به این روش میتوان فهمید توضیح داد و نمونه برداری کرد کشف اولین حلقه انیشتین که به نام بی ۱۹۳۸ به علاوه ۶۶۶ نامگذاری شده و در سال ۱۹۹۸ رخ داد یک دستاورد قابل توجه در زمینه نجوم و تایید یکی از پیش بینی های قابل توجه آلبرتنیشتین بود این کشف اهمیت عدسی گرانشی را به عنوان ابزاری برای مطالعه جهان و درک ما را از اثرات گرانش بر نور عمیق تر کرد پس از این کشف ستاره شناسان به یافتن رویدادهای عدسی گرانشی بیشتر از جمله حلقههای انیشتین اضافی ادامه دادند این اکتشافات در که ما را از کیهان گسترش داده و به بینشهای بیشتری در مورد توزیع ماده در جهان منجر شده است حلقه انیشتین و عدسیهای گرانشی همچنان یک حوزه غنی از تحقیقات در اختر فیزیک و کیهان شناسی هستند با پیشرفت فناوری و بهبود تکنیکهای رصدی حوزههای مختلفی وجود دارد که میتوان انتظار داشت در آینده بیشتر حلقههای انیشتین بیاموزی مثلاً حلقههای انیشتین میتوانند به عنوان کاوشگری کیهانی عمل کنند و محدودیتهای ارزشمندی را برای پارامترهای کیهانی مانند ثابت هابل چگالی ماده جهان و ماهیت انرژی تاریک فراهم کند اندازهگیری دقیق اثرات از دستی گرانشی میتواند درک ما از کیهان را اصلاح کند یا اینکه در مسیر جستجو برای کشف سیارههای فراخورشیدی پدیده میکرو لنزینگ گرانشی که یک اثر عدسی مرتبط با آن محسوب میشود میتواند برای شناسایی چنین سیاراتی در اطراف ستارگان دور دست استفاده شود میکرولنزینگ گرانشی پدیدهای نجومی بر اساس همگرایی گرانشی است که با آن میتوان اجرام نجومی را مستقل از نوری که از آنها تابیده میشود شناسایی کرد با روشهای رصدی عادی تنها میتوان اجرام بسیار پرنور مانند ستارهها را شکار کرد ولی با ریز همگرایی گرانشی میتوان اجرام کم نور و حتی تاریک را هم رصد کرد مطالعات آتی ممکن است منجر به کشف سیارات فراخورشیدی بیشتر شود و به شناسایی ویژگیهای ناشناخته آنها بیشتر کمک کند عدسی به عنوان شاهدی فریبنده از تاثیر عمیق نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین بر درک ما از کیهان است این لنزهای گرانشی از جمله حلقههای انیشتین با خم کردن و شکل دادن نور به روشهایی که درک ما از فضا و زمان را به چالش میکشد به پرده برداری از اسرار پنهان جهان ادامه میدهد همانطور که از طریق این عدسی های کیهانی به خود کیهان خیره میشویم سفری اکتشافی را آغاز میکنیم توزیع ماده تاریک را بررسی میکنیم قوانین اساسی فیزیک را آزمایش میکنیم و به گذشتههای خیلی خیلی دور خیره میشو
تا شاهد لحظات اولیه جهان خود باشیم با پیشرفت تکنولوژی اندازهگیریهای دقیقتر و تحقیقات نوآورانه آینده نوید کاوشهای عمیقتری از این پدیده محصور کننده را میدهد.
موضوع لنز گرانشی انیشتین همچنان به القای هیبت خود و برانگیزانیدن کنجکاوی بی پایان ما ادامه میدهد و به ما یادآوری میکند که کیهان یک تابلو فرش پیچیده است که در انتظار پرده برداریست از یک تصویر در یک عدسی