Crucea lui Einstein: patru imagini ale aceluiaşi quasar care apar în jurul unei galaxii ce produce efectul de lentilă gravitaţională
Quasarii îndepărtați pot să ne apară multiplicați din cauza efectului de lentilă gravitațională. Recent, o nouă analiză computerizată a datelor astronomice, folosind inteligența artificială, a permis să vedem imaginile unor quasari care ajung la noi „multiplicate”: imagini în care se vede de fapt quasarul de patru ori. Aceste imagini ar putea ajuta la descifrarea unui mare mister din cosmologie: care este valoarea constantei lui Hubble?
Quasarii și lentila gravitațională
Galaxii îndepărtate care au în centru găuri negre super-masive pot emite cantități enorme de energie; sunt așa-numiții quasari – care se află la distanțe de până la 12-13 miliarde de ani-lumină de noi!
În inima quasarilor sunt găuri negre enorme, cu mase de miliarde de ori mai mari decât cea a Soarelui, care înghit materie, ceea ce generează câmpuri electromagnetice foarte intense, unde particulele cu sarcină electrică emit intense radiații care ajung până la noi. În drumul lor spre noi însă, razele de lumină de la quasari pot întâlni galaxii cu mase foarte mari – care, ținând cont de teoria relativității generale a lui Einstein – deformează geometria spațiu-timpului, ceea ce produce efectul de lentilă gravitațională. Imaginea quasarilor se poate multiplica – și noi putem vedea nu doar un singur quasar, ci doi sau chiar mai mulți. Evident este vorba despre imagini care provin de la același quasar, însă noi vedem imaginea multiplicată de lentila gravitațională.
Patru copii ale imaginilor de quasari
Prin aceste fenomen de lentilă gravitațională au fost observați câțiva quasari cu imagini multiplicate! Sunt evenimente rare, însă cu ajutorul inteligenței artificiale s-a reușit, folosind date obținute cu mai multe telescoape, să se măsoare câteva zeci de astfel de quasari care se văd multiplicați în patru. Datele folosite provin de la telescoape precum Gaia (misiunea spațială ESA); WISE (NASA); W.M. Keck Observatory; Palomar Observatory și Gemini South Telescope din Chile.
Grupul de astronomi care a reușit această performanță au publicat rezultatele într-un articol în revista The Astrophysical Journal.
Pentru a obține această performanță cercetătorii au folosit învățarea automată - algoritmi antrenați de cercetători și care reușesc să învețe din experiență. Cercetătorii spun că de fapt nu au folosit inteligență artificială, ci „inteligență augmentată”, pentru că inteligența este umană, iar calculatoarele doar un instrument care funcționează în ajutorul oamenilor.
Quasarii ar putea ajută în descifrarea unui mister
Unul dintre misterele fizicii și ale cosmologiei la ora actuală este valoarea constantei lui Hubble, care indică viteza de expansiune a universului. Măsurată cu metode diverse, dă valori diferite. Dacă o măsurăm cu supernovele, dă o valoare care este diferită de cea obținută prin măsurători ce implică radiația cosmică de fond. Care valoare este cea reală? Sunt greșeli într-una dintre măsurători? Nu știm! Totuși, valorile obținute cu cele două metode se referă la vârste ale universului diferite: radiația de fond a apărut la circa 380.000 de ani după Big Bang, în timp ce supernovele la miliarde de ani după Big Bang.
În acest context, studiul quasarilor, care au apărut într-o perioadă între cele două (radiația de fond și supernovele), ne-ar putea ajuta să înțelegem care este valoarea corectă a constantei lui Hubble sau dacă această valoare este o constantă sau nu. Al doilea caz ar fi foarte interesant, întrucât ar demonstra că evoluția universului este mult mai complexă decât ne imaginăm.
Quasarii „multiplicați”
Capacitatea de a vedea imagini multiple ale aceluiași quasar, cu lentila gravitațională, ne-ar putea deci ajuta să măsurăm constanta lui Hubble și să vedem ce valoare are aceasta. Pe lângă aceasta, studiul quasarilor este important și pentru înțelegerea găurilor negre din centrul acestora – găuri negre enorme care încă nu se știe cum au luat naștere.
