velzevul (dubva1) wrote,
velzevul
dubva1

Игра света и гравитации

Увлекательная связь найдена меж игрой солнечных лучей на стенах кофейной чашечки – и тем, как свет дальних звезд отклоняется великими гравитационными силами.





Изогнутая линия солнечного света, отраженного от внутренней стены кофейной чашечки, образует роскошную и знакомую каждому картину с линиями, которые становятся ярче к краям и сходятся поближе к центру извива. Если вы запамятовали – посмотрите на иллюстрацию слева, а еще лучше поглядите сами. Все, что требуется для опыта – это недопитая чашечка кофе и окно, из которого светит колоритное Солнце.

Ученые именуют такие светящиеся края линий – «каустиками», т.е. «резкими, яркими». Каустики – это геометрическое место фокусов всех лучей, которые не сходятся в одной точке, их можно следить всюду – скажем, в бассейне. Каустики встречаются и далековато во Вселенной. Как показал еще русский физик Яков Зельдович, гравитационные непостоянности оказывают влияние на рассредотачивание массы в космосе: если сначала оно было однородным, то равномерно масса концентрируется на каустиках. Так появляется крупномасштабная структура Вселенной, напоминающая тяжи колоссальных нитей материи (читайте о ней подробнее: «Нити вселенской паутины»).

Каустики возникают при гравитационном линзировании – отклонении света от прямолинейной линии движения под действием притяжения большой массы. Большие скопления материи играют тут приблизительно ту же роль, что и преломление воды на границе аква и воздушной сред на поверхности бассейна. «Гравитация возможно окажется так сильной, - объясняет доктор Арли Петтерс (Arlie Petters), что часть лучей сформировывают каустики. Это просто поразительно – то, что мы разглядели в кофейной чашечке, стало математической теорией, которая подтвердилась и в галлактических масштабах».

Для нас, наблюдателей Земли, вся Вселенная сейчас представляется большущим пространством-временем, где царствуют безпрерывно взаимодействующие вместе излучения и силы гравитации. «Как и при любом другом освещении, - гласит Петтерс, - у вас будут области более освещенные, и области, освещенные слабее. И самые калоритные регионы Вселенной размещаются по кривым каустики».

Учесть эффекты, которые вызывают гравитационные линзы, сейчас просто нужно при работе с данными, собранными сильными телескопами. Ранее, исследуя этот вопрос, Арли Петтерс и его коллеги проявили, что если источник излучения находится у границы кривой каустики, он может видеться, как пара близких друг к другу и схожих по яркости источников: если «вычесть» из яркости 1-го яркость второго, выходит ровно ноль.

Сейчас же ученые разглядели, как во Вселенной из-за игры сил гравитации с излучением появляются каустики «высокого порядка» - скажем, те, при которых источник излучения видится, не как 2, как целых 4 источника. И при всех исходных параметрах яркость видимых источников так схожа, что если даже один из 4-х будет несколько слабее, другой окажется чуток ярче – так что сумма по всем 4-м как и раньше остается нулевой.

Ученые обожают такие обыкновенные и стильные решения, тем паче что если результаты теоретических изыскания Петтерса и коллег подтвердятся, это почти все произнесет нам о крупномасштабной структуре галактик и всей Вселенной в целом. Например, оно поможет обнаруживать черную материю: если один из «клонированных» гравитацией источников излучения не вписывается в общепринятое правило, вероятнее всего, на него оказывает влияние нечто невидимое – другими словами, та черная материя.

Естественно, это далековато не единственный пример тому, как поразительно идиентично действуют физические законы на различных масштабах. Удары бильярдных шаров имитируют столкновения планет, а мыльная пленка – поведение колоссальных ураганов («Буря в стакане»).

По публикации Science Daily




Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments