Գրավիտացիոն ոսպնյակը նյութի բաշխումն է (օրինակ՝ գալակտիկաների կլաստեր) հեռավոր լույսի աղբյուրի միջև, որն ի վիճակի է թեքել արբանյակից ստացվող ճառագայթը, անցնել դեպի դիտողը և դիտորդը։ Այս էֆեկտը հայտնի է որպես գրավիտացիոն ոսպնյակ, իսկ թեքման չափը հարաբերականության ընդհանուր տեսության մեջ Ալբերտ Էյնշտեյնի կանխատեսումներից մեկն է։ Դասական ֆիզիկան նույնպես խոսում է լույսի ճկման մասին, բայց դա ընդհանուր հարաբերականության միայն կեսն է։
Ստեղծող
Չնայած Էյնշտեյնը 1912 թվականին այս թեմայով չհրապարակված հաշվարկներ է արել, Օրեստ Չվոլսոնը (1924) և Ֆրանտիշեկ Լինկը (1936 թ.) ընդհանուր առմամբ համարվում են առաջինները, ովքեր արտահայտել են գրավիտացիոն ոսպնյակի ազդեցությունը։ Այնուամենայնիվ, նա դեռ ավելի հաճախ կապվում է Էյնշտեյնի հետ, ով 1936 թվականին հրապարակել է հոդված:
տեսության հաստատում
Ֆրից Ցվիկին 1937 թվականին առաջարկել է, որ այս էֆեկտը կարող է գալակտիկաների կլաստերներին թույլ տալ հանդես գալ որպես գրավիտացիոն ոսպնյակ: Միայն 1979 թվականին այս երեւույթը հաստատվեց քվազարի Twin QSO SBS 0957 + 561 քվազարի դիտարկմամբ։
Նկարագրություն
Ի տարբերություն օպտիկական ոսպնյակի, գրավիտացիոն ոսպնյակն արտադրում է լույսի առավելագույն շեղում, որն անցնում է իր կենտրոնին ամենամոտ: Եվ այն նվազագույնը, որն ավելի է տարածվում: Հետևաբար, գրավիտացիոն ոսպնյակը չունի մեկ կիզակետ, այլ ունի գիծ: Այս տերմինը լույսի շեղման համատեքստում առաջին անգամ օգտագործվել է Օ. Ջ. Լոջա. Նա նշել է, որ «անընդունելի է ասել, որ արևի գրավիտացիոն ոսպնյակը գործում է այս կերպ, քանի որ աստղը չունի կիզակետային երկարություն»:
Եթե աղբյուրը, զանգվածային օբյեկտը և դիտորդը գտնվում են ուղիղ գծի վրա, աղբյուրի լույսը կհայտնվի որպես օղակ մատերիայի շուրջ: Եթե կա որևէ օֆսեթ, փոխարենը կարելի է տեսնել միայն հատվածը: Այս գրավիտացիոն ոսպնյակն առաջին անգամ հիշատակվել է 1924 թվականին Սանկտ Պետերբուրգում ֆիզիկոս Օրեստ Խվոլսոնի կողմից և քանակապես մշակվել է Ալբերտ Էյնշտեյնի կողմից 1936 թվականին։ Ընդհանուր առմամբ գրականության մեջ նշվում է որպես Ալբերտի օղակներ, քանի որ առաջինը չէր մտահոգվում հոսքի կամ պատկերի շառավղով:
Առավել հաճախ, երբ ոսպնյակային զանգվածը բարդ է (օրինակ՝ գալակտիկաների խումբ կամ կլաստեր) և չի առաջացնում տարածության ժամանակի գնդաձև աղավաղում, աղբյուրը նման է.ոսպնյակի շուրջ ցրված մասնակի աղեղներ: Այնուհետև դիտորդը կարող է տեսնել նույն օբյեկտի մի քանի չափափոխված պատկերներ: Նրանց թիվը և ձևը կախված են հարաբերական դիրքից, ինչպես նաև գրավիտացիոն ոսպնյակների մոդելավորումից։
Երեք դաս
1. Ուժեղ ոսպնյակներ։
Այնտեղ, որտեղ կան հեշտությամբ տեսանելի աղավաղումներ, ինչպիսիք են Էյնշտեյնի օղակների, աղեղների և բազմաթիվ պատկերների ձևավորումը:
2. Թույլ ոսպնյակներ.
Այնտեղ, որտեղ ֆոնային աղբյուրների փոփոխությունը շատ ավելի փոքր է և կարող է հայտնաբերվել միայն մեծ թվով օբյեկտների վիճակագրական վերլուծության միջոցով՝ գտնելու միայն մի քանի տոկոս համահունչ տվյալներ: Ոսպնյակը վիճակագրորեն ցույց է տալիս, թե ինչպես է ֆոնային նյութերի նախընտրելի ձգումը ուղղահայաց դեպի կենտրոն ուղղությանը: Չափելով մեծ թվով հեռավոր գալակտիկաների ձևն ու կողմնորոշումը, նրանց գտնվելու վայրը կարելի է միջինացնել՝ չափելու ոսպնյակային դաշտի տեղաշարժը ցանկացած տարածաշրջանում: Սա, իր հերթին, կարող է օգտագործվել զանգվածային բաշխումը վերականգնելու համար. մասնավորապես, կարող է վերակառուցվել մութ նյութի ֆոնային տարանջատումը: Քանի որ գալակտիկաներն ի սկզբանե էլիպսաձև են, և թույլ գրավիտացիոն ոսպնյակային ազդանշանը փոքր է, շատ մեծ թվով գալակտիկաներ պետք է օգտագործվեն այս ուսումնասիրություններում: Ոսպնյակների թույլ տվյալները պետք է զգուշորեն խուսափեն կողմնակալության մի շարք կարևոր աղբյուրներից. ներքին ձևը, խցիկի կետի տարածման ֆունկցիան աղավաղելու միտումը և մթնոլորտային տեսողության՝ պատկերները փոխելու ունակությունը:
Սրանց արդյունքներըՈւսումնասիրությունները կարևոր են տիեզերքում գրավիտացիոն ոսպնյակների գնահատման համար՝ Lambda-CDM մոդելն ավելի լավ հասկանալու և կատարելագործելու և այլ դիտարկումների հետևողականության ստուգում ապահովելու համար: Նրանք կարող են նաև ապագայում ապահովել մութ էներգիայի կարևոր սահմանափակում:
3. Միկրոսլինգ.
Այնտեղ, որտեղ ձևի մեջ որևէ աղավաղում չի երևում, բայց ֆոնային օբյեկտից ստացվող լույսի քանակը ժամանակի ընթացքում փոխվում է: Ոսպնավորման օբյեկտը կարող է լինել Ծիր Կաթինի աստղերը, իսկ ֆոնի աղբյուրը հեռավոր գալակտիկայի գնդիկներն են կամ, մեկ այլ դեպքում, նույնիսկ ավելի հեռավոր քվազարը: Էֆեկտը փոքր է, այնպես որ նույնիսկ Արեգակից 100 միլիարդ անգամ ավելի զանգված ունեցող գալակտիկան կարող է ստեղծել մի քանի պատկերներ, որոնք բաժանված են ընդամենը մի քանի աղեղ վայրկյանով: Գալակտիկական կլաստերները կարող են առաջացնել րոպեների բաժանում: Երկու դեպքում էլ աղբյուրները բավականին հեռու են՝ հարյուրավոր մեգապարսեկ մեր տիեզերքից:
Ժամանակային ուշացումներ
Ձգողականության ոսպնյակները հավասարապես գործում են բոլոր տեսակի էլեկտրամագնիսական ճառագայթման, ոչ միայն տեսանելի լույսի վրա: Թույլ ազդեցությունները ուսումնասիրվում են ինչպես տիեզերական միկրոալիքային ֆոնի, այնպես էլ գալակտիկական ուսումնասիրությունների համար: Ուժեղ ոսպնյակներ են դիտվել նաև ռադիոյի և ռենտգենյան ռեժիմներում։ Եթե նման օբյեկտը արտադրում է մի քանի պատկեր, ապա երկու ուղիների միջև կլինի հարաբերական ժամանակի հետաձգում: Այսինքն՝ մի ոսպնյակի վրա նկարագրությունը կնկատվի ավելի վաղ, քան մյուսի վրա։
Օբյեկտների երեք տեսակ
1. Աստղեր, մնացորդներ, շագանակագույն թզուկներ ևմոլորակներ.
Երբ Ծիր Կաթինում գտնվող առարկան անցնում է Երկրի և հեռավոր աստղի միջև, այն կկենտրոնանա և կուժեղացնի ֆոնային լույսը: Այս տիպի մի քանի իրադարձություններ նկատվել են Մեծ Մագելանյան ամպում, որը փոքրիկ տիեզերք է Ծիր Կաթինի մոտ:
2. Գալակտիկաներ.
Զանգվածային մոլորակները կարող են նաև գործել որպես գրավիտացիոն ոսպնյակներ: Տիեզերքի հետևում գտնվող աղբյուրի լույսը թեքված և կենտրոնացած է պատկերներ ստեղծելու համար:
3. Գալակտիկաների կուտակումներ։
Զանգվածային օբյեկտը կարող է ստեղծել իր հետևում ընկած հեռավոր օբյեկտի պատկերներ, սովորաբար ձգված աղեղների տեսքով՝ Էյնշտեյնի օղակի հատվածը: Կլաստերային գրավիտացիոն ոսպնյակները հնարավորություն են տալիս դիտել լուսատուները, որոնք շատ հեռու են կամ շատ թույլ են, որպեսզի տեսանելի լինեն: Եվ քանի որ երկար հեռավորություններին նայելը նշանակում է նայել անցյալին, մարդկությանը հասանելի է վաղ տիեզերքի մասին տեղեկատվություն:
Արևային գրավիտացիոն ոսպնյակ
Ալբերտ Էյնշտեյնը 1936-ին կանխատեսել էր, որ հիմնական աստղի եզրերի նույն ուղղությամբ լույսի ճառագայթները կմիավորվեն դեպի կիզակետը մոտավորապես 542 AU-ում: Այսպիսով, Արեգակից (կամ ավելի) հեռավորության վրա գտնվող զոնդը կարող է օգտագործել այն որպես գրավիտացիոն ոսպնյակ՝ հակառակ կողմում գտնվող հեռավոր օբյեկտները մեծացնելու համար: Զոնդի գտնվելու վայրը կարող է տեղափոխվել ըստ անհրաժեշտության՝ տարբեր թիրախներ ընտրելու համար:
Drake Probe
Այս հեռավորությունը շատ ավելի հեռու է տիեզերական զոնդերի սարքավորումների առաջընթացից և հնարավորություններից, ինչպիսին է «Վոյաջեր 1»-ը, և հայտնի մոլորակներից դուրս, թեև հազարամյակների ընթացքումՍեդնան ավելի է շարժվելու իր խիստ էլիպսաձեւ ուղեծրով: Այս ոսպնյակի միջոցով պոտենցիալ ազդանշանների հայտնաբերման բարձր շահույթը, ինչպիսիք են միկրոալիքային վառարանները 21 սմ ջրածնի գծի վրա, ստիպեց Ֆրենկ Դրեյքին ենթադրել, որ SETI-ի սկզբնական օրերին հետաքննություն կարող է ուղարկվել այդքան հեռու: Բազմաֆունկցիոնալ SETISAIL-ը և ավելի ուշ FOCAL-ն առաջարկվել են ESA-ի կողմից 1993 թվականին:
Բայց, ինչպես և սպասվում էր, սա բարդ խնդիր է։ Եթե զոնդն անցնի 542 AU, ապա օբյեկտի խոշորացման հնարավորությունները կշարունակեն գործել ավելի երկար հեռավորությունների վրա, քանի որ ճառագայթները, որոնք կենտրոնանում են ավելի մեծ հեռավորությունների վրա, անցնում են արևային պսակի աղավաղումից ավելի հեռու: Այս հայեցակարգի քննադատությունը տրվել է Լենդիսի կողմից, ով քննարկել է այնպիսի հարցեր, ինչպիսիք են միջամտությունը, թիրախի բարձր խոշորացումը, որը դժվարացնում է առաքելության կիզակետային հարթության ձևավորումը և ոսպնյակի սեփական գնդաձև շեղման վերլուծությունը::
