Επιμέλεια-Πασχάλης Ι. Νικόλαος
SkiathosVoice.gr
Ένα τεράστιο χαμόγελο, σχηματισμένο από ολόκληρους γαλαξίες και καμπύλες φωτός, κατέγραψε το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA. Μια εικόνα που μοιάζει βγαλμένη από ταινία επιστημονικής φαντασίας, αλλά στην πραγματικότητα αποτυπώνει ένα από τα πιο εντυπωσιακά φαινόμενα της σύγχρονης αστροφυσικής: τη βαρυτική εστίαση.
Το Σύμπαν είναι γεμάτο εκπλήξεις. Και κάποιες φορές, ανάμεσα σε δισεκατομμύρια γαλαξίες, αστέρια και αχανείς εκτάσεις σκοτεινού διαστήματος, φαίνεται πως διαθέτει και… χιούμορ!
Η NASA δημοσίευσε στον λογαριασμό του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble μια εντυπωσιακή φωτογραφία που παρουσιάζει κάτι πραγματικά ασυνήθιστο: ένα γιγάντιο χαμογελαστό πρόσωπο να μας κοιτάζει μέσα από τα βάθη του Διαστήματος.
Δύο φωτεινά, χρυσαφένια «μάτια», μια μικρή λαμπερή «μύτη» και ένα τεράστιο καμπυλωτό «χαμόγελο» δημιουργούν μια σχεδόν εξωπραγματική εικόνα.
Μόνο που αυτό το πρόσωπο δεν υπάρχει πραγματικά.
Είναι ένα εντυπωσιακό οπτικό αποτέλεσμα που δημιουργείται από την ίδια τη βαρύτητα.
Ένα χαμόγελο φτιαγμένο από γαλαξίες
Ο πρωταγωνιστής της φωτογραφίας είναι το γαλαξιακό σμήνος SDSS J1038+4849, ένα τεράστιο σύστημα γαλαξιών που συγκρατούνται μεταξύ τους από τη βαρυτική τους έλξη.
Τα δύο λαμπερά «μάτια» είναι στην πραγματικότητα δύο μεγάλοι ελλειπτικοί γαλαξίες, ενώ η φωτεινή περιοχή ανάμεσά τους δημιουργεί την εντύπωση μιας μικρής μύτης.
Το πιο εντυπωσιακό στοιχείο, όμως, είναι το χαμόγελο.
Οι γαλάζιες, καμπυλωτές γραμμές που σχηματίζουν το περίγραμμα του προσώπου δεν είναι κάποιο είδος κοσμικού σύννεφου ούτε φωτεινή ύλη που περιφέρεται γύρω από τους γαλαξίες.
Είναι το φως άλλων, ακόμη πιο μακρινών γαλαξιών, το οποίο έχει παραμορφωθεί από την τεράστια βαρυτική επίδραση του σμήνους.
Πρόκειται για το φαινόμενο της ισχυρής βαρυτικής εστίασης (strong gravitational lensing).
Όταν η βαρύτητα λυγίζει το φως
Πριν από περισσότερο από έναν αιώνα, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν άλλαξε για πάντα τον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβανόμαστε το Σύμπαν.
Με τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, το 1915, περιέγραψε τη βαρύτητα όχι απλώς ως μια δύναμη που έλκει τα σώματα, αλλά ως αποτέλεσμα της καμπύλωσης του ίδιου του χωροχρόνου.
Με απλά λόγια, όσο μεγαλύτερη είναι η συγκέντρωση μάζας σε μια περιοχή, τόσο περισσότερο καμπυλώνεται ο χωροχρόνος γύρω της.
Και αυτή η καμπύλωση επηρεάζει ακόμη και τη διαδρομή που ακολουθεί το φως.
Φανταστείτε μια ακτίνα φωτός να ταξιδεύει επί δισεκατομμύρια χρόνια από έναν εξαιρετικά μακρινό γαλαξία προς τη Γη.
Στη διαδρομή της συναντά ένα τεράστιο γαλαξιακό σμήνος.
Η βαρυτική επίδραση του σμήνους είναι τόσο ισχυρή, ώστε η πορεία της ακτίνας εκτρέπεται.
Έτσι, το φως μπορεί να φτάσει στα τηλεσκόπιά μας από διαφορετικές κατευθύνσεις, δημιουργώντας παραμορφωμένες, μεγεθυμένες ή ακόμη και πολλαπλές εικόνες του ίδιου μακρινού αντικειμένου.
Το Σύμπαν, ουσιαστικά, δημιουργεί τους δικούς του φυσικούς μεγεθυντικούς φακούς.
Και στην περίπτωση της φωτογραφίας του Hubble, ένας τέτοιος κοσμικός φακός σχηματίζει ένα χαμόγελο! NASA Science
Ο δακτύλιος του Αϊνστάιν – Ένα από τα ωραιότερα φαινόμενα του Σύμπαντος
Η εντυπωσιακή καμπύλη που διακρίνεται γύρω από το γαλαξιακό σμήνος συνδέεται με ένα φαινόμενο γνωστό ως δακτύλιος του Αϊνστάιν (Einstein Ring).
Όταν μια μακρινή φωτεινή πηγή, ένα αντικείμενο μεγάλης μάζας που λειτουργεί ως βαρυτικός φακός και ο παρατηρητής βρίσκονται σε κατάλληλη ευθυγράμμιση, το φως της πηγής μπορεί να εμφανιστεί παραμορφωμένο σε κυκλικό σχηματισμό.
Σε ιδανικές συνθήκες δημιουργείται ένας πλήρης φωτεινός δακτύλιος.
Σε άλλες περιπτώσεις, όπως αυτή που κατέγραψε το Hubble, παρατηρούμε φωτεινά τόξα που αποτελούν τμήματα ενός τέτοιου σχηματισμού.
Το πραγματικά συναρπαστικό είναι ότι τα τόξα αυτά αποτελούν παραμορφωμένες εικόνες γαλαξιών που βρίσκονται πίσω από το γαλαξιακό σμήνος.
Δεν βλέπουμε, λοιπόν, απλώς ένα όμορφο αστρονομικό φαινόμενο.
Βλέπουμε τη βαρύτητα να αποκαλύπτει τη γεωμετρία του χωροχρόνου. NASA Jet Propulsion Laboratory
Μια εικόνα που κρύβει πολύ περισσότερα από ένα χαμόγελο
Η βαρυτική εστίαση δεν προσφέρει μόνο εντυπωσιακές φωτογραφίες.
Αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα εργαλεία της σύγχρονης αστρονομίας.
Χάρη σε αυτήν, οι επιστήμονες μπορούν να παρατηρούν εξαιρετικά μακρινούς και αμυδρούς γαλαξίες, οι οποίοι διαφορετικά θα ήταν δύσκολο ή ακόμη και αδύνατο να καταγραφούν.
Μπορούν επίσης να μελετούν την κατανομή της μάζας στα γαλαξιακά σμήνη, συμπεριλαμβανομένης της μυστηριώδους σκοτεινής ύλης, η οποία δεν εκπέμπει φως αλλά αποκαλύπτει την παρουσία της μέσα από τη βαρυτική της επίδραση.
Με αυτόν τον τρόπο, οι τεράστιες κοσμικές δομές μετατρέπονται σε φυσικά τηλεσκόπια, επιτρέποντάς μας να εξετάσουμε ακόμη βαθύτερα την ιστορία του Σύμπαντος.
Κάθε τέτοια παρατήρηση αποτελεί ένα ακόμη κομμάτι στο τεράστιο παζλ της κατανόησης της κοσμικής εξέλιξης.
Μια φωτογραφία με ιστορία
Αξίζει να σημειωθεί ότι η εικόνα δεν αποτελεί νέα ανακάλυψη.
Η NASA είχε παρουσιάσει το συγκεκριμένο γαλαξιακό σμήνος στις 9 Φεβρουαρίου 2015, ενώ τώρα το επαναφέρει στο προσκήνιο μέσα από τα κοινωνικά δίκτυα του Hubble.
Η φωτογραφία βασίζεται σε παρατηρήσεις που πραγματοποιήθηκαν με τις κάμερες Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2) και Wide Field Camera 3 (WFC3) του διαστημικού τηλεσκοπίου.
Παρότι έχουν περάσει περισσότερα από έντεκα χρόνια από την αρχική δημοσίευσή της, παραμένει ένα από τα πιο χαρακτηριστικά παραδείγματα του πώς ένα πολύπλοκο φυσικό φαινόμενο μπορεί να δημιουργήσει μια εικόνα που είναι ταυτόχρονα επιστημονικά σημαντική και απίστευτα όμορφη. NASA Science
Το Σύμπαν δεν σταματά ποτέ να μας εκπλήσσει
Υπάρχει κάτι βαθιά συναρπαστικό σε αυτή τη φωτογραφία.
Αυτό που το ανθρώπινο μάτι αναγνωρίζει αμέσως ως ένα χαμογελαστό πρόσωπο είναι στην πραγματικότητα το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης τεράστιων συγκεντρώσεων μάζας με το φως που ταξιδεύει στο Διάστημα.
Μια σύμπτωση της κοσμικής γεωμετρίας μετατρέπεται σε ένα θέαμα που μοιάζει σχεδόν ανθρώπινο.
Και ίσως εκεί βρίσκεται η μεγαλύτερη μαγεία της αστρονομίας.
Ότι πίσω από κάθε εντυπωσιακή εικόνα κρύβεται μια φυσική πραγματικότητα ακόμη πιο συναρπαστική από αυτό που βλέπουν τα μάτια μας.
Σε ένα Σύμπαν ηλικίας περίπου 13,8 δισεκατομμυρίων ετών, γεμάτο αμέτρητους γαλαξίες και μυστήρια που περιμένουν να αποκαλυφθούν, ακόμη και η βαρύτητα μπορεί να δημιουργήσει ένα χαμόγελο.
Και το Hubble ήταν εκεί για να το φωτογραφίσει. 😊
📸 Φωτογραφία: NASA / ESA / Michael Gladders (University of Chicago). Επεξεργασία εικόνας: Judy Schmidt.
