Problem z soczewkowaniem grawitacyjnym, Krzyż Einsteina

Pierwszy raz, gdy pokazano nam soczewkowanie grawitacyjne, był to Krzyż Einsteina. Byliśmy pod wrażeniem wielkości i niemal metafizyczności tego zjawiska. Potem pokazano nam wiele innych. Abell 2218 należy do najspektakularniejszych, jakie pokazał nam Wszechświat. Obejrzyjmy jednak ten słynny krzyż.

Oto ten obiekt, gdy pokazano mi go po raz pierwszy. Źródło: HST. Nie mieliśmy żadnych wątpliwości co do jego natury, nawet mimo tego, że...

... Jean-Claude Pecker wyraził pewien sceptycyzm w magazynie Science & Vie (w numerze specjalnym 189), Les Pansements d'un Big bang fatigué (Bandaż starego Wielkiego Wybuchu). To prawda, że powinniśmy obserwować to, co pokazał nam niedawny obraz z ESO, mianowicie jakieś łuki.

IQ 2237+0305

W nocy 10.04.1999, 3,5 metrowy teleskop WIYN (NOAO) zrobił powyższe zdjęcie. Pokazuje ono, że soczewkowanie skoncentrowane jest na jądrze galaktyki spiralnej. To szczególnie przyciąga naszą uwagę.

Wówczas pojawia się pytanie: Jak słabe światło z dalekiego obiektu może przejść przez centralny obszar galaktyki? Aby przeanalizować ten problem, poddaliśmy fotografię torturom. Oto wynik:

Il. 1

Il. 2

Co mówi teoria?

• Jądro galaktyki na pierwszym planie jest źródłem grawitacji, dzięki któremu odległy obiekt (kwazar) objawia się nam w kształcie soczewkowym. Jest zatem niezbędne, aby płaszczyzna galaktyki była dostatecznie przejrzysta, aby obraz mógł pojawić się bardzo blisko jądra (il. 1).
• Źródłem grawitacji jest masywny obiekt, zasłonięty galaktyką (il 2). Obiekcja jest podobna, jak w pierwszym przypadku.
• Efekt soczewkowania nie jest spowodowany przez samo jądro galaktyki, lecz przez całą galaktykę. Jednak tutaj obiekcje nawet się pogłębiają: Im większa jest masa galaktyki, tym bardziej rośnie jej nieprzezroczystość. Aby przezwyciężyć tą trudność, wprowadza się przejrzystą, a tym samym niewidoczną, ukrytą masę.
  Aby dowiedzieć się więcej o soczewkowaniu grawitacyjnym...
• Inne przykłady soczewek grawitacyjnych:
  1. PG 1118+080 (SUBARU)
  2. Kwazar PG1115+080 (HST)
  3. PRC95-43 (HST)
  4. Gromada galaktyk Abell 2218 (HST)
  5. Inne zdjęcia z VLT (martwy link - przyp. tłum.)

Czego teoria nie mówi:

• Oczywiście, światło z odległych obiektów może przejść przez płaszczyznę galaktyki. Istnieje kilka przykładów w Drodze Mlecznej. Jednak, zgodnie z naszą wiedzą, nigdy przez jej jądro.
• Obiekt tylko przypomina soczewkowanie grawitacyjne. Jest jednak czymś innym. Tylko czym?
• Hipoteza 1: na zdjęciach widoczny jest rdzeń obserwowanej galaktyki. Jest on jednak złożony z wielu jąder.
• Alternatywa: jest to zwielokrotniony obraz jednego jądra galaktyki.
• Hipoteza 2: Obserwowany efekt spowodowała refrakcja jednego lub więcej obłoków gazu o o gradiencie gęstości powiązanym z masą jądra galaktyki, a tym samym z gradientem indeksu refrakcji (efekt optyczny Kerra). Owe obłoki mogą się rozszerzać.

Co należy wyjaśnić:

• Czy gęstość jednego lub więcej obłoków plazmy, w pobliżu jądra galaktyki, może być wystarczająca do powstania obserwowanego efektu ugięcia światła?
• Odpowiadające przesunięcie ku czerwieni różnych części jądra (z = 1,695) oraz galaktyki (z = 0,0349) wymagałoby poszukiwań efektu K, wprowadzonego przez Haltona Arpa. Rozszerzanie się obłoków również mogłoby wyjaśniać redszift, szczególnie, jeśli byłyby one siedzibą pola magnetycznego i ulegały szybkiemu schładzaniu. Możliwe są również zjawiska lasera lub masera (wzmacnianie optyczne).

Wnioski

Gęstość oraz gradient gęstości materii (gazu) w jądrach galaktyk byłaby dostatecznie duża, aby spowodować widoczne efekty refrakcji.

Większość błędów w filozofii i logice następuje z powodu brania przez ludzki umysł symbolu za rzeczywistość.

Albert Einstein, Kosmiczna Religia, 1931.

---

Autor: Bernard Lempel

Przetłumaczono z: A Gravitationnal Lens Snag, The Einstein Cross

Przetłumaczył: Łukasz Buczyński