Gökbilimciler daha büyük ve daha iyi teleskopların altın çağında yaşıyorlar. Ancak en gelişmiş teknolojimiz bile, doğanın kendi “kozmik büyüteç gözlükleri” nin gücüne kıyasla pales.
50 yıldan daha kısa bir sürede, güçlü bir yerçekimi lensinin ilk keşfinden şimdi binlerce kişiye bulmaya gittik. Yeni teleskoplar çevrimiçi oldukça binlerce daha keşfetmeyi bekliyoruz.
Bu lenslerle, evreni derinlemesine bakabilir ve çağdaş kozmik gizemlerin en şaşırtıcı olana bakışlarını yakalayabiliriz: karanlık madde ve karanlık enerji.
Peki, yerçekimi lensleri nelerdir ve nasıl çalışırlar?
Muhteşem bir yerçekimi gösterisi
Yerçekimi lensleri, Albert Einstein’ın yerçekimi teorilerinin en görsel olarak gösterisidir.
Einstein’a göre, kütle bükülür ve boşluk kumaşını çözer, aynı şekilde bir yatak üzerine yerleştirilen ağır bir bowling kasesi, yatağı altına bükecektir.
Kütle (siz, ben, bir yaprak, bir atom) ile her şey bu şekilde uzay-zaman büküyor.
Ama sadece bir nesne olduğunda Gerçekten büyük – tüm galaksiler ve galaksiler gibi – bu etkinin çok belirgin hale geldiği. Işık uzak nesnelerden hareket ederken ve bu büyük galaksileri geçtikçe, etraflarındaki çarpık uzay-zaman bükülür ve bu ışığa odaklanır ve görmemiz için büyütür.
Bu etkiyi görmek için her zaman doğru yerde değiliz. Bir büyüteç gözünüzün önünde nasıl hizalanmanız gerektiği gibi, sadece arka plan nesnesi, ön plan lens ve ABD’nin bir şans hizalaması olduğunda yerçekimi lensleme etkisini gözlemliyoruz.
Bu gerçekleştiğinde nadir durumlarda, teleskoplarımız aracılığıyla, başka türlü göremeyeceğimiz bir nesnenin birden fazla, çarpık ama büyütülmüş versiyonları görüyoruz çünkü çok zayıf.
Görünmez olanı ortaya çıkarmak
Einstein bile yerçekimi lenslerinin modern astronomi için ne kadar önemli olacağını tahmin edemezdi. Aslında, gözlemlemeleri imkansız olduğuna inanıyordu.
Bunun nedeni, Einstein, galaksilerin değil, bireysel yıldızların etrafında yerçekimi lensini düşünüyordu. Onlarca yıl sonra gökbilimciler galaksilerin ne kadar büyük olduğunu ve evrenimizin ne kadar dolu olduğunu fark ettiler.
Etkileyici bir şekilde, yerçekimi lensleri de göremediğimiz şeylerle ilgili ayrıntıları da ortaya çıkarabilir.
Teoriler, evreni oluşturan konunun yaklaşık% 85’ini öngörüyor. Bir yerçekimi lensinin bükülme ve çözgü ışığının, galaksilerde ne kadar önemli olduğunu ölçmemize izin veriyor – sadece görebileceğimiz normal madde değil, aynı zamanda karanlık madde de.
Yerçekimi lensleri, evrendeki galaksi kümelerini haritalamamıza yardımcı olarak şeklini anlamamıza yardımcı olabilir. Evrenimiz mükemmel bir kağıt gibi düz mü? Yoksa bir küre gibi eğriliği var mı yoksa at eyer gibi dışa doğru parlıyor mu?
Bu, evrenin ne kadar yoğun olduğuna bağlıdır ve galaksi kümelerini haritalamak, karanlık enerji olarak bilinen varsayımsal bir gücün yoğunluğunu ölçmemize yardımcı olur.
Uzak evrene bakmak
Yerçekimi lensleri tipik olarak arka plan nesnelerini başka türlü olduğundan on ila 100 kat daha parlak hale getirir. Bu etki, uzak evrenin yüksek tanımlı bir görünümünü sağlar.
James Webb uzay teleskopu, Big Bang’den kısa bir süre sonra (300 milyon yıl) kısa bir süre önce evrenin bebeklik döneminde nasıl olduğuna bir göz atmak için bu büyütme artışından yararlanıyor.
Geçmişe bakmak, kendi göksel evimizin, Samanyolu Galaksimizin nasıl oluştuğunu ve gelecekte nasıl değişebileceğini bir araya getirmemize yardımcı olur.
Seçim için şımarık olmak üzereyiz
Tüm bunların yakalama, yerçekimi lensleri nadirdir-kozmik ölçekli bir samanlıkta bir iğneye akin. Onları bulmak için, gece gökyüzünün büyük alanlarının yüksek kaliteli görüntülerine ihtiyacımız var.
Bu yıl, iki yeni Skywatching projesinin alanda devrim yaratması bekleniyor: Avrupa Uzay Ajansı’nın Euclid Uzay Teleskopu ve Şili’deki Vera Rubin Gözlemevi.
2023’te piyasaya sürülen ve bu yılın başlarında ilk veri grubunu yayınlayan Euclid, tüm gökyüzünün anıtsal bir üçte birini, sadece uzayda olmaktan gelen bir netlikle görüntüleyecek.
Tersine, Vera Rubin Gözlemevi yerden çalışacak, ancak bütün Güney Yarımküre Gökyüzü. Şimdiye kadar görülen kozmosun en ayrıntılı zamanla devam eden görünümünü yaratacaktır.
Yaşamları boyunca Euclid ve Vera Rubin Gözlemevi’nin şu anda bildiğimizden 100 kat daha fazla 100.000 yeni yerçekimi lensi ortaya çıkardığı tahmin edilmektedir.
Bu 100.000 yerçekimi lensini, bu teleskopların gözlemlediği milyarlarca galaksi arasında nasıl buluyoruz? Bilim adamlarının sadece bu kadar çok görüntüden geçmeleri mümkün değildir.
Bunun yerine, Öklid, AI modellerini neyi arayacağını öğrenmek için eğitmeye yardımcı olmak için vatandaş bilim adamlarına güveniyor. İnsanların her birinin birkaç görüntüye bakmasını ve yerçekimi lensleri olup olmadıklarını sınıflandırarak, AI modelleri bu örneklerden öğrenebilir ve daha sonra tüm veri kümesini arayabilir (dahil olmak istiyorsanız, web sitelerine göz atın).
Uzak galaksilere benzersiz yeni bilgiler sağlayan bireysel lenslerden, evrenin doğasını anlamak için büyük istatistiksel örnekler üzerindeki etkiyi incelemeye kadar, yerçekimi lensleri hepsini yapar. Onlar bir gökbilimcinin araç setindeki İsviçre ordu bıçağı ve seçim için şımarık olmak üzereyiz.
