În noiembrie 1915, Albert Einstein a publicat faimoasa teorie a relativității generale, care a revoluționat fizica și a schimbat viziunea noastră asupra Universului.
O componentă cheie a teoriei generale a relativității este că un obiect masiv, cum ar fi planete, stele, galaxii sau grupuri de galaxii, poate avea consecințe dramatice asupra "țesăturii" Universului, cunoscută sub numele de "spațiu-timp". În condiții normale, lumina călătorește prin spațiu într-o linie dreaptă, dar un obiect masiv se îndoaie spațiu-timp în așa fel încât lumina să călătorească de-a lungul unei căi curbe. Astfel, vom putea vedea lumina distorsionată a galaxiilor îndepărtate, care trece prin galaxii masive pe calea spre Pământ .
Și desigur, există multe exemple cauzate de aceste mecanisme, cunoscute sub numele de "lentila gravitațională". Aceste artefacte pot fi folosite pentru a mări capacitățile celor mai puternice telescoape.
În această imagine, realizată de Telescopul spațial Hubble și de Observatorul X-ray al Chandra de la NASA, pisica Cheshire se uită la noi. De fapt, acest grup de galaxii este situat la o distanță de 4 miliarde de ani lumină de Pământ în constelația Ursa Major . O parte din lumina acestor galaxii a fost deformată și curbată pe calea sa prin Univers până când a ajuns la telescoapele noastre.
Această diagramă oferă o idee bună despre modul în care funcționează o lentilă gravitațională. Lumina care emană dintr-o galaxie îndepărtată trece prin spațiu și înconjoară un cluster de galaxii în prim-plan. Interesant este faptul că masa grupurilor de galaxii din prim-plan are un efect similar pentru această fascicul larg, ca o lentilă de sticlă plasată în fața unei flacări de lumânare. Obiectivul gravitațional vă permite să intensificați lumina galaxiilor îndepărtate, creând o lentilă naturală în spațiu, care altfel ar fi rămas prea slabă pentru a fi văzută. Desigur, alinierea Pământului, a unei lentile gravitaționale și a unei galaxii îndepărtate nu este întotdeauna perfectă. În plus, obiectul din fața planetelor, de regulă, are o formă neregulată. Acești factori fac ca galaxiile îndepărtate să arate ca arce. Aceeași galaxie cu diferite lentile gravitaționale poate fi proiectată diferit.
Această imagine, realizată de telescopul spațial Hubble, prezintă un grup de galaxii Abell 370, în care puteți vedea mai multe arcuri vizibile de lumină galactică. Adesea, pentru a defini dimensiuni clare, aceste arce pot fi reconstruite pentru a arăta cum arată galaxia fără distorsiuni.
Acesta este un alt grup masiv de galaxii Abell 2218, care este umplut cu câteva exemple uimitoare de galaxii cu lentile gravitaționale. Aceste arce sunt lumina de la galaxiile situate de 5 până la 10 ori mai departe de Pământ decât de un grup de galaxii. Abell 2218 amplifică lumina slabă din galaxiile existente cu mai mult de 13 miliarde de ani în urmă, mai puțin de un miliard de ani după Big Bang. Aceste arce sunt într-adevăr artefacte ale începutului timpului.
Dacă alinierea este perfectă și obiectul lentilelor este mai puțin complex decât un grup de galaxii, atunci puteți vedea cercuri aproape aproape perfecte de lumină sau potcoave, unde lumina unei galaxii îndepărtate se deformează la 360 de grade în jurul obiectului obiectivului. De exemplu, trecerea unei găuri negre masive izolate în fața unei galaxii îndepărtate ar putea crea o scenă atât de dramatică.
Așa cum se observă în această imagine izbitoare obținută de grilă Atakam Large Millimeter / Submillimeter (prescurtată: ALMA: Atacama Large Millimeter / submillimeter Array, lumina unei galaxii îndepărtate a format un cerc complet numit "inelul Einstein". o veche galaxie formatoare de stele numită SDP.81 și este cel mai bun exemplu al inelului lui Einstein astăzi.
Uneori, mai multe imagini ale aceluiași obiect pot fi văzute în jurul lentilelor gravitaționale. O supernova străveche poate fi observată în această imagine uimitoare, care a fost amplificată de multe ori de o galaxie masivă din clusterul MACS J1149.6 + 2223, situat la 5 miliarde de ani-lumină. Supernova însăși este situată la o distanță de încă 4000000000 de ani lumină și de patru ori a fost refractată în jurul obiectului obiectivului. O astfel de structură este cunoscută sub numele de "Crucea Einstein".
