Βαρυτικό tango

Το σύστημα βαρυτικών φακών με την ονομασία SDSS J0928 + 2031. Η μεγάλη συγκέντρωση μάζας - όπως στο σύμπλεγμα γαλαξιών της φωτογραφίας - παραμορφώνει το χωροχρόνο και επηρεάζει τη διαδρομή του φωτός που εκπέμπουν. Χάρη στο φαινόμενο του βαρυτικού φακού, ενισχύονται οι εικόνες και μπορούμε να δούμε πολύ καθαρά μακρινά αντικείμενα που δεν θα ήταν παρατηρήσιμα ακόμη και με τα πιο προηγμένα τηλεσκόπια.

Credits: ESA/Hubble & NASA, M. Gladders et al; Acknowledgment: Judy Schmidt

"Το 1933, o Φριτς Ζβίκι, αστροφυσικός στο Καλτέκ, ανακοίνωσε ότι είχε ανακαλύψει μια τεράστια ανωμαλία στις σχετικές τροχιές κάποιων γαλαξιών. Οι γαλαξίες αυτοί βρίσκονταν στο σμήνος γαλαξιών της Κόμης, ένα σύμπλεγμα περίπου χιλίων γαλαξιών σε απόσταση 300 εκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γης.
Από τη μετατόπιση Ντόπλερ των φασματικών γραμμών των γαλαξιών, ο Ζβίκι μπόρεσε να υπολογίσει τη σχετική ταχύτητά στην κίνησή τους. Επιπλέον, από τη φωτεινότητα κάθε γαλαξία μπόρεσε να εκτιμήσει τη μάζα τους και,επομένως, τη βαρυτική έλξη των γαλαξιών μεταξύ τους. Η κίνηση των γαλαξιών ήταν τόσο γρήγορη ώστε δεν υπήρχε τρόπο να διατηρεί το σύμπλεγμα τη συνοχή του μόνο χάρη στις βαρυτικές έλξεις.
Σύμφωνα με όσα γνωρίζαμε για το σύμπαν και για τη βαρύτητα, το σύμπλεγμα θα έπρεπε να διασκορπίζεται και σύντομα να διαλυθεί εντελώς. Αν συνέβαινε αυτό, το σύμπλεγμα θα έπρεπε να έχει σχηματιστεί από τυχαίες κινήσεις όλων αυτών των γαλαξιών και να έχει διαλυθεί όσο να ανοιγοκλείσει κανείς τα μάτια του (σε σύγκριση, πάντα, με τους χρόνους που απαιτούνται για άλλα αστρονομικά φαινόμενα). Ο Ζβίκι θεώρησε αυτό το συμπέρασμα εντελώς απίθανο. Κάτι δεν πήγαινε καλά με τις ως τότε γνώσεις μας. Ο Τσβίκι διατύπωσε μια εύλογη υπόθεση: Το σύμπλεγμα της Κόμης πρέπει να είναι γεμάτο με κάποιο είδος «σκοτεινής ύλης» που διαθέτει αρκετή βαρύτητα για να το συγκρατεί.
Η αλήθεια είναι ότι πολλές ανωμαλίες, τις οποίες κατά καιρούς ανακαλύπτουν οι φυσικοί και οι αστρονόμοι, εξαφανίζονται με τη βελτίωση των παρατηρήσεων. Η συγκεκριμένη δεν εξαφανίστηκε. Αντίθετα, έγινε πιο έντονη και θα λέγαμε “εξαπλώθηκε”. Τη δεκαετία του 1970 ήταν πια σαφές ότι η αποκαλούμενη «σκοτεινή» ύλη διαποτίζει σχεδόν όλα τα συμπλέγματα γαλαξιών και υπάρχει ακόμα και στους γαλαξίες τους ίδιους.
Στη δεκαετία του 2000 ήταν σαφές ότι η σκοτεινή ύλη ενεργεί σαν βαρυτικός φακός που εστιάζει το φως που έρχεται από ακόμα πιο μακρινούς γαλαξίες, όπως ακριβώς λειτουργεί ο Γαργαντούας σαν βαρυτικός φακός που εστιάζει το φως από τα άστρα. Σήμερα, χρησιμοποιούμε αυτή την εστίαση για να χαρτογραφήσουμε τη σκοτεινή ύλη στο σύμπαν μας."

- Από το βιβλίο του Κιπ Θορν "Η Επιστήμη του Interstellar "(μετάφραση Παναγιώτης Δρεπανιώτης, επιμέλεια: Γρηγόρης Πανουτσόπουλος). Εκδόσεις Ροπή

Πηγή: Πάνος Χαρίτος fb