«Джеймс Уэбб» первым в истории нашёл «зигзаг Эйнштейна» — уникальное искривление пространства-времени

Предсказанное 90 лет назад Эйнштейном гравитационное линзирование было подтверждено наблюдением через четыре года после публикации его работы. Это было сделано благодаря наблюдению искривления света звёзд гравитацией Солнца во время затмения. Десятилетия спустя, с появлением более совершенных телескопов, гравитационное линзирование стало популярным инструментом для изучения Вселенной. Но до недавнего времени никто не видел такого феномена, как «зигзаг Эйнштейна».


Началось всё с того, что астрономов заинтересовал далёкий квазар J1721+8842. Его первые наблюдения были проведены в 2017 году с помощью панорамного обзорного телескопа и системы быстрого реагирования (Pan-STARRS), расположенной в обсерватории Халеакала на Гавайях. Объект демонстрировал явление гравитационного линзирования, представ на снимках в четырёх экземплярах.

Как объяснил ещё в 1915 году Эйнштейн, материя тесно связана с пространством-временем. Массивные объекты искажают пространство-время, заставляя свет следовать этим изгибам. Изгибы, как линзы, фокусируют и направляют свет, отчего на снимках телескопов один и тот же объект будет двоиться, троиться и быть видимым одновременно в разных точках пространства. Чаще всего наблюдаются одиночные гравитационные линзы. Может быть, потому что их проще обнаружить? Но иногда возникают причудливые явления, такие как крест или кольцо Эйнштейна, когда фокусирующая свет далёкого объекта масса (галактика или скопление галактик вместе с собранной вокруг них тёмной материей) располагаются точно выверенным образом по отношению к объекту.


Копии квазара обозначены буквами, дуги — это копии далёкой галактики
(она тоже «размножилась»), в центре — ближняя галактика

Квазар J1721+8842 оказался одним из таких уникальных объектов. А подключение к его наблюдению телескопа «Уэбб» сделало открытие поистине редким и первым в истории. Чувствительность «Уэбба» позволила выявить ещё две копии далёкого квазара — всего шесть. Оказалось, что свет от квазара, расположенного на удалении 11 миллиардов световых лет от нас, преломляется двумя массами — он дважды гравитационно линзируется. Сначала его свет преломляется далёкой галактикой на удалении 10 миллиардов световых лет, а затем более близкой к нам галактикой на расстоянии 2,3 миллиарда световых лет от Земли. Все три объекта выровнены таким образом, что свет от квазара как бы совершает зигзаг в пространстве-времени, отклоняясь сначала одной галактикой, а затем другой. Такого эффекта ещё никто не наблюдал.


На схеме показано, как искривление пространства-времени приводит к гравитационному линзированию
Более того, уникальное расположение линзирующих масс и источника света (квазара) позволяет одновременно провести два измерения — установить ограничения на определение постоянной Хаббла и ввести ограничения в уравнения для оценки тёмной энергии. Обычно можно либо одно, либо другое. Одновременная оценка обеих спорных величин даст науке больше, чем другие измерения.

Что касается постоянной Хаббла, то есть намёки на то, что её величина отличается в местной Вселенной и в ранней. Относительно тёмной материи вообще мало что понятно. Она «расталкивает» объекты во Вселенной и чем они дальше друг от друга, тем быстрее разлетаются в стороны. Две точки преломления света от J1721+8842 на разных концах Вселенной — это удобная возможность поискать отличия. Впрочем, учёные предупреждают, что выводы делать рано. Сначала необходима углублённая работа теоретиков с учётом полученных данных, а на это могут уйти годы.

Источник

такое будет на досветовой и световой скорости, как со звуком и звуковым барьером. на сверхсветовой света как такового уже не будет, как нет звука на сверхзвуковой, он далеко позади. ну а если еще выше забираться, то окажется что космос уже не такой уж и пустой и весьма активно сопротивляется движению летательного аппарата, как воздух с образованием плазмы на гиперзвуке, и вот тут уже начнутся реальные проблемы с дальнейшим наращиванием скорости, придётся изобретать нечто новое.

нарцис писал(а):

Земля круглая, но плоская.

zz13 писал(а):

на сверхсветовой света как такового уже не будет, как нет звука на сверхзвуковой, он далеко позади

Стоп, как быть с фотонами, что движутся навстречу? Простите, со звуком то же самое: волны от других источников спереди, например, будут достигать вас на сверхзвуке.

zz13 писал(а):

и вот тут уже начнутся реальные проблемы с дальнейшим наращиванием скорости, придётся изобретать нечто новое.

Вроде как сверхсветовая физически невозможна Поэтому смысл в рассуждении о том, что нельзя подкрепить даже теоретическими знаниями в физике?
Не зря же ответом на тот забавный вопрос будет "со скоростью света", тк другого ответа нет. А вопрос тот, который забавный, это о том, какая будет скорость света из фар космолета, если лететь на световой скорости и включить передние огни ^_^

сверхсветовая физика невозможна лишь в условиях теории относительности, противоречащей самой себе. нет ничего невозможного в природе и наблюдалось огромное количество эффектов в космосе когда материя превышала скорость света. есть лишь наш недостаточный уровень знаний не позволяющий нам создать сверхсветовые корабли и кто то активно этому препятствует заводя науку в тупики утверждениями что что-то невозможно.

скорость света из фар звездолёта будет равна скорости звездолёта плюс скорость света. проверено во время полётов космических аппаратов к венере и меркурию, скорости складываются и результирующая превышает стандартную скорость света без ограничений и аномалий.

zz13 писал(а):

нет ничего невозможного в природе и наблюдалось огромное количество эффектов в космосе когда материя превышала скорость света. есть лишь наш недостаточный уровень знаний

Собственно, в это все и упирается. Ну нет у нас того, от чего можно отталкиваться в суждении о свете за пределами работ Эйнштейна и других ученых, ничего не поделать.

zz13 писал(а):

проверено во время полётов космических аппаратов к венере и меркурию, скорости складываются и результирующая превышает стандартную скорость света без ограничений и аномалий.

Не слышал о таком.

ну об этом не особо распространялись, так как в 60-70-е годы была сильна позиция фанатиков теории относительности и всё что не укладывалось в неё было под запретом и гонениями. я сам случайно об этом где то читал. эти опыты с замерами проводились во время полётов до венеры и обратно, учитывалось и скорость аппаратов и расстояние и известная скорость света. по теории с предельной скоростью света результат должен был быть одним и тем же, сигнал от аппарата должен был доходить за строго определённое заранее расчитанное по теории время, а он приходил либо раньше, либо позже, в зависимости от направления движения аппарата в сторону земли или удаляясь, что возможно только при прямом сложении скоростей без предела скорости света.

zz13
Как видим, это все слишком туманно, поверхностно. Возможны ошибки в суждении, а потому нельзя делать однозначные, категоричные выводы. К тому же, есть теории, согласно которым движение "быстрее света" возможно таким образом, что ничего из Теории Относительности не нарушается (вокруг космолета создается "пространственный пузырь", который и перемещается по Вселенной быстрее света, но ничего не видно будет ни внутри, ни снаружи, он как будто выпадает из реальности во время "полета")...

сам пространственный пузырь противоречит теории относительности ) в ней нет такого понятия и она никак не может расчитать подобное. ну и пространственный пузырь создавать не обязательно, достаточно небольшого искривления пространства перед кораблём и позади, с разными знаками. получится как бы пространственная волна бесконечного падения, по типу сёрфинга.