Ciencias

¿Pueden haber lentes gravitacionales dobles?

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

El culpable habitual es la alineación de grandes cúmulos de galaxias, cuya gravedad desvía la luz distante para proporcionarnos los propios telescopios de la naturaleza, pero ahora el físico teórico a tiempo parcial Viktor T Toth plantea la pregunta: «¿Podría haber múltiples lentes gravitacionales alineadas y pueden proporcionar una ¿’puente de comunicaciones’ para permitir que las civilizaciones se comuniquen?

Quizás ya hayas oído hablar de Albert Einstein. En su teoría general de la relatividad, 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 provoca una caída centrada alrededor de la masa de la bola de boliche. Cualquier objeto que pasara a través de la bola se encontraría viajando a través de un “espacio curvo” y, por lo tanto, su trayectoria se alteraría. Este mismo 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 atraviesa objetos masivos como cúmulos de galaxias y es el principio detrás de las lentes gravitacionales. La primera evidencia de luz desviada por un objeto masivo fue encontrada en 1919 por Arthur Eddington y Frank Watson Dyson durante un eclipse solar total. Las lentes gravitacionales aparecieron en escena 60 años después, cuando fueron observadas por primera vez en 1979 por Dennis Walsh, Bob Carswell y Ray Weymann utilizando el telescopio de 7 pies del Observatorio Nacional Kitt Peak.

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

En un fascinante artículo de Toth, explora la posibilidad de que múltiples lentes gravitacionales puedan proporcionar una amplificación adicional de la luz 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. A medida que la luz viaja desde el objeto distante, se curva alrededor del cúmulo de galaxias, lo que proporciona un efecto de lente a los astrónomos en la Tierra, lo que les permite a) estudiar la distribución de la materia en el cúmulo de lentes, pero también observar algunos de los objetos más distantes. más facilmente. Toth propone que, al igual que un telescopio convencional que utiliza múltiples lentes, una lente gravitacional múltiple podría proporcionar incluso más amplificación que un solo sistema.

Toth explora combinaciones de múltiples lentes gravitacionales utilizando una variedad de métodos, pero centra (lo siento) la 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 ha encontrado ningún ventajas y sin amplificación de señal adicional sobre los resultados de un sistema de lente única. Además, se han aplicado técnicas de mapeo de fotones con el mismo resultado; un sistema de doble lente no ofrece ninguna ventaja sobre un 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 se puede utilizar para estimar la amplificación) puede ayudar a resaltar características visuales que otras técnicas no podrían producir. Utilizando este enfoque, sugirió que un sistema de dos lentes produciría dos anillos concéntricos de Einstein; sin embargo, serían muy difíciles de detectar en escenarios del mundo real.

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La gravedad de una galaxia roja luminosa (LRG) ha distorsionado gravitacionalmente la luz de una galaxia azul mucho más distante.  Más típicamente, esta curvatura de la luz da como resultado dos imágenes discernibles de la galaxia distante, pero aquí la alineación de la lente es tan precisa que la galaxia de fondo se distorsiona en una herradura, un anillo casi completo.  Dado que Albert Einstein predijo con cierto detalle este efecto de lente hace más de 70 años, anillos como este 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 realizada con la Cámara de Campo Amplio 3 del Telescopio Espacial Hubble.  son más que curiosidades: 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, por tanto, es un concepto fascinante, especialmente la posibilidad de utilizar un puente de lentes para comunicarse con civilizaciones lejanas, pero los resultados no son muy prometedores. Sí, es posible que existan lentes gravitacionales dobles, pero como muestra este artículo, es poco probable que podamos detectarlas por ahora y, desafortunadamente, sospecho que la idea de usarlas como un teléfono cósmico de larga distancia, por ejemplo, ahora, siga siendo ficción científica. .

Fuente: Enlace al artículo titulado “Las lentes gravitacionales no coplanares y el ‘puente de comunicación’” por Viktor T Toth

Prudencia Febo

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