¿Podría haber lentes de doble gravedad?

Si, como yo, usted ha utilizado telescopios para contemplar las maravillas del universo, es posible que también le haya fascinado un poco el tema de las lentes gravitacionales. Piénselo: ¿Qué tan maravilloso es que el universo que estamos tratando de explorar en realidad nos proporcione telescopios para explorar los rincones más oscuros del espacio y el tiempo?

La razón habitual es la alineación de grandes cúmulos de galaxias: su gravedad desvía la luz lejana para proporcionarnos los propios telescopios de la naturaleza, pero ahora el físico teórico a tiempo parcial Viktor T. Toth plantea la pregunta: «¿Podrían haber múltiples lentes gravitacionales alineadas y podrían ¿Nos proporcionará una lente?» «Puente de comunicación» para permitir que las civilizaciones se comuniquen?

Quizás hayas oído hablar de Albert Einstein. En su teoría de la relatividad general, describe cómo la presencia de materia puede distorsionar el espacio que la rodea. La famosa analogía de colocar una bola de boliche en el centro de una gran lámina de goma da como resultado una pendiente centrada alrededor de la masa de la bola de boliche. Cualquier objeto que ruede a través de la bola se encontrará viajando a través de un «espacio curvo» y, por tanto, su trayectoria cambiará. Este concepto lo utilizan con éxito los planificadores de misiones espaciales para ajustar la trayectoria de las naves espaciales que exploran el sistema solar.

El mismo concepto se aplica a la luz cuando pasa a través de objetos masivos como los cúmulos de galaxias y es el principio detrás de las lentes gravitacionales. La primera evidencia de desviación de la luz por un objeto masivo fue obtenida en 1919 por Arthur Eddington y Frank Watson Dyson durante un eclipse solar total. Las lentes gravitacionales entraron en escena 60 años después, cuando fueron observadas por primera vez en 1979 por Dennis Walsh, Bob Carswell y Ray Wyman utilizando el telescopio de 2,1 metros del Observatorio Nacional Kitt Peak.

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Impresión artística de la lente gravitacional vista por el Hubble. NASA, ESA y D. Jugador (STScI)

En un fascinante artículo de Toth, explora la posibilidad de que múltiples lentes gravitacionales puedan proporcionar una amplificación de luz adicional para crear un puente de comunicación entre civilizaciones distantes.

En las lentes gravitacionales convencionales, una gran masa (como un cúmulo de galaxias) se encuentra entre un objeto más distante y la Tierra. Cuando la luz viaja desde el objeto distante, se curva alrededor del cúmulo de galaxias, proporcionando un efecto de lente para los astrónomos en la Tierra, permitiéndoles: a) estudiar la distribución de la materia en el cúmulo de galaxias y también observar el objeto distante un poco más fácilmente. . Toth sugiere que, al igual que un telescopio tradicional que utiliza múltiples lentes, una lente gravitacional múltiple puede proporcionar una mayor amplificación que un solo sistema.

Toth explora combinaciones de múltiples lentes gravitacionales utilizando una variedad de métodos, pero (lo siento) centra su atención en un sistema de dos lentes (el llamado puente de lentes gravitacionales), que está alineado a lo largo del eje central del sistema, pero no encuentra ventajas o no hay amplificación de señal adicional en los resultados de un sistema de lente única. Además, se han aplicado técnicas de mapeo de fotones con el mismo resultado; El sistema de doble lente no ofrece ninguna ventaja sobre el sistema de lente única.

La aplicación de la teoría ondulatoria de la luz al mismo sistema de dos lentes reveló los mismos resultados, pero el uso de gráficos por computadora para realizar el trazado de rayos (que no puede usarse para estimar la amplificación) puede ayudar a resaltar características visuales que otras técnicas no podrían reproducir. Utilizando este enfoque, propuso que un sistema de dos lentes produciría dos anillos concéntricos. Sin embargo, sería muy difícil detectarlos en escenarios del mundo real.

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La atracción gravitacional de la Galaxia Roja Luminosa (LRG) distorsionó la luz proveniente de una galaxia azul mucho más distante.  Más típicamente, esta curvatura de la luz da como resultado dos imágenes distinguibles de la galaxia distante, pero aquí la alineación de la lente es tan precisa que la galaxia de fondo se distorsiona en una herradura, casi un anillo perfecto.  Debido a que Albert Einstein predijo generalmente este efecto de lente con cierto detalle hace más de 70 años, anillos como estos ahora se conocen como anillos de Einstein.  Aunque LRG 3-757 fue descubierto en 2007 en datos del Sloan Digital Sky Survey (SDSS), la imagen que se muestra arriba es una observación de seguimiento tomada con la Cámara de Campo Amplio 3 del Telescopio Espacial Hubble.  Las lentes gravitacionales fuertes como LRG 3-757 son más que una simple anomalía: sus múltiples propiedades permiten a los astrónomos determinar la masa y el contenido de materia oscura de las lentes de las galaxias en primer plano.

En resumen, un gran concepto, especialmente la posibilidad de utilizar un puente de lentes para comunicarse con civilizaciones lejanas, pero los resultados no son nada prometedores. Sí, puede haber lentes gravitacionales duales, pero como muestra esta investigación, es poco probable que podamos detectarlo en este momento y, desafortunadamente, sospecho que la idea de usarlo como un teléfono cósmico de larga distancia lo hará por ahora. sigue siendo ciencia ficción. .

Fuente: Enlace al artículo titulado “Las lentes gravitacionales no planas y el ‘puente de contacto’” por Victor T. Toth

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