تمت دراسة مجرة بعيدة من قبل علماء الفلك بفضل ظاهرة “حلقة أينشتاين” منذ أن مر الكون بـ “طفرة المواليد”.
يحدث المشهد الكوني الهائل وغير العادي عندما تنحني قوة الجاذبية لجسم كبير في الفضاء وتحول ضوء جسم خلفه.
تنبأ بها ألبرت أينشتاين لأول مرة في عام 1915 ، وكانت آخر ملاحظة في المجرة الجنوبية لمفاعل فورنوكس ، على بعد 3.5 مليار سنة ضوئية.
يظهر الحدث على شكل دائرة بها نقاط ضوئية في المركز واكتشفها علماء الفلك لأول مرة باستخدام تلسكوب هابل الفضائي في ديسمبر من العام الماضي.
أجرى فريق من جامعة بوليت نيكا دي كارتاخينا في مورسيا بإسبانيا تحليلًا جديدًا لصورة هابل لفهم الكوكبة خلف الحلبة.
ووجدوا أن ضوء المجرة يبلغ من العمر تسعة مليارات سنة ، مما يشير إلى أن عمر الكون لا يتجاوز خمسة مليارات سنة وتشكل من خلال “طفرة المواليد” للمجرات الجديدة وتشكيل النجوم.
انتقل لأسفل إلى الفيديو
يحدث المشهد الكوني الهائل وغير العادي عندما تنحني قوة الجاذبية لجسم كبير في الفضاء وتحرف ضوء جسم خلفه.
حلقة أينشتاين هي نتيجة تأثير عدسة الجاذبية ، “الوهم العظيم” الشامل الذي اقترح كجزء من القانون العام للنسبية.
قبل قرن من الزمان قال أينشتاين إنه إذا تسببت قوة الجاذبية في تمدد ورقة مطاطية وتواءها ، فإن تأثيراتها ستزيد من سطوع أشكال الأشياء البعيدة وتشوهها في المشاهد الزجاجية لبيت المرح.
وذلك لأن ضوءها ينتقل عبر الفضاء غير المرئي ، وينحني أحيانًا أثناء انتقاله عبر “حفر” الجاذبية المتراكمة بواسطة الأجسام في مسار الضوء إلى الأرض.
هناك حاجة إلى تلسكوبات قوية ، مثل تلسكوب هابل الفضائي ، الذي تم إطلاقه لأول مرة في أغسطس 1990 ، لرؤية هذا الوهم.
حلقة أينشتاين هي واحدة من أكثر مظاهر هذه الظاهرة إثارة للصدمة – فهي تظهر على شكل حلقة ضوئية تشبه الدونات.
أحدث مثال ، شاهده هابل في عام 2020 ، تم إدراجه باسم GAL-CLUS-022058 وأطلق عليه علماء الفلك اسم “ الحلقة المنصهرة ”.
ينشئ تأثير العدسة صورًا متعددة لمحتويات المجرة البعيدة ، مما يؤدي إلى تكبير الضوء بحيث يبدو مغطى على شكل قوس.
استغرق الضوء من هذه المجرة البعيدة تسعة مليارات سنة للوصول إلى الأرض ، لكن التكبير يمنح علماء الفلك نظرة فاحصة على الماضي البعيد.
شهد تكوين النجوم في ألمع المجرات وأكثرها غبارًا أن تولد النجوم بمعدل عالٍ للغاية أسرع ألف مرة مما يحدث في مجرتنا ، والتي أطلق عليها العصر “طفرة المواليد” في الكون.
هذه إشارة إلى طفرة الأطفال التي حدثت بعد الحرب العالمية الثانية ، والتي أدت إلى جيل كامل ولد بين عامي 1946 و 1964.
قال الفريق الذي يعمل مع تلسكوب هابل الفضائي إنه سيساعد في تفسير التشكيل السريع للمجرة الإهليلجية العملاقة الحالية.
أدى تأثير العدسة في هذه الصورة إلى تكبير المجرة البعيدة بمعامل 20 ، مما رفع عدسة هابل إلى فتحة 48 مترًا – مقارنة بـ 2.4 مترًا المعتاد.
تخلق تأثيرات العدسة مظاهر متعددة حول المنحنى المنحني لمجرة مكبرة واحدة في الخلفية ، والتي يمكن رؤيتها في العديد من الأشكال.
تم إجراء التحليل الجديد لصورة هابل بواسطة فريق من Universidad Politicnica de Cartagena في مورسيا ، إسبانيا ، لفهم الكوكبة خلف الحلبة.
من أجل الحصول على الخصائص الفيزيائية للمجرة ، يجب على علماء الفلك وضع نماذج دقيقة لتأثيرات العدسة على شكل المجرة.
أوضح الباحث الرائد أناستازيو دياز سانشيز: “لا يمكن الحصول على مثل هذا النموذج إلا من خلال Hubble Imaging”. على وجه الخصوص ، ساعدنا هابل في تحديد أربع صور مكررة ومجرات ذات عدسات.
تم إجراء مراقبة هابل المبكرة لأول مرة بواسطة Surf Jaw of Rutgers ، وهي جامعة حكومية في نيوجيرسي.
هذا العرض الكوني ، المسمى بعدسة الجاذبية ، تنبأ به الفيزيائي الشهير ألبرت أينشتاين في عام 1915.
كان الهدف العلمي لفريقه هو استخدام صورة هابل الحادة للكشف عن البنية المعقدة المفصلة للأقواس الحلقية.
تمكن الخبراء من اختبار نظريته العامة للنسبية داخل النظام الشمسي وإثبات أن عمل أينشتاين الواسع كان خاضعًا للدراسة.
توماس كوليت من الشركة حول علم الكونيات والجاذبية في جامعة بورتسموث الذي اكتشف حلقة آينشتاين أخرى في عام 2018 تقرير: “تنبؤ النسبية العامة هو أن الأجسام الضخمة تشوه الزمكان.
هذا يعني أن مسار الضوء يتحول عندما يمر الضوء بالقرب من مجرة أخرى.
“إذا تم محاذاة مجرتين على طول خط رؤيتنا ، فسيؤدي ذلك إلى حدث يسمى عدسة الجاذبية القوية ، حيث نرى صورًا متعددة للمجرة الخلفية.
إذا عرفنا كتلة المجرة الأمامية ، فإن حجم المقطع بين الصور العديدة يخبرنا أن النسبية العامة هي النظرية الصحيحة لجاذبية المجرة.
من المعروف أن بضع مئات من عدسات الجاذبية القوية معروفة ، لكن معظمها بعيد جدًا عن قياس كتلتها بدقة.
نظرية أينشتاين العامة
نشر ألبرت أينشتاين (في الصورة) نظريته عن النسبية العامة في عام 1915
في عام 1905 ، صرح ألبرت أينشتاين أن قوانين الفيزياء هي نفسها لجميع المراقبين غير المتسارعين ، وأن سرعة الضوء في الفراغ كانت مستقلة عن حركة جميع المراقبين – وهذا ما يسمى بنظرية النسبية الخاصة.
قدم هذا العمل الرائع إطارًا جديدًا لجميع الفيزياء واقترح أفكارًا جديدة حول المكان والزمان.
ثم أمضى 10 سنوات في إضافة تسارع إلى النظرية ، ونشر أخيرًا نظريته في النسبية العامة في عام 1915.
تسبب الأجسام الضخمة انحلالًا في الفضاء ، والذي يُنظر إليه على أنه قوة جاذبية.
في أبسط أشكالها ، يمكن اعتبارها صفيحة مطاطية كبيرة مع كرة بولينج في المنتصف.
Image الوثائق التاريخية الأصلية المتعلقة بتنبؤ أينشتاين لموجات الجاذبية المعروضة في الجامعة العبرية في القدس
عندما تلتف الكرة حول الورقة ، ينحني كوكب نسيج الزمكان ، مما يخلق القوة التي نشعر بها مثل الجاذبية.
أي شيء يقترب من الجسم يسقط تجاهه بسبب تأثيره.
تنبأ أينشتاين أنه إذا اجتمع جسمان هائلان معًا ، فسيؤدي ذلك إلى تكوين موجات كبيرة بما يكفي لاكتشافها على الأرض.
ظهر هذا مؤخرًا في الفيلم الناجح Interstellar.
في قسم زار فيه الفريق كوكبًا سقط في جاذبية ثقب أسود كبير ، تسبب هذا الحدث في تقليل الوقت بشكل كبير.
أفراد الطاقم على هذا الكوكب ليسوا كبار السن ، وأولئك الذين كانوا على متنها كانوا موجودين منذ عقود عندما يعودون.