Номер 8.26, страница 44 - гдз по физике 9 класс задачник Артеменков, Ломаченков

VIII. Строение и эволюция Вселенной - номер 8.26, страница 44.

Условие.

8.26 Как известно, лучи света далёких звёзд испытывают большие искривления в сильных гравитационных полях, создаваемых ядрами галактик. Означает ли это, что мы получаем искажённую картину положения звёзд во Вселенной?

Решение.

Решение

Да, это утверждение абсолютно верно. Мы действительно получаем искажённую картину положения звёзд и других далёких объектов во Вселенной из-за искривления их света в сильных гравитационных полях. Это явление называется гравитационным линзированием и является одним из ключевых предсказаний и подтверждений Общей теории относительности Эйнштейна.

Вот как это работает:

1. Согласно Общей теории относительности, массивные объекты (такие как ядра галактик, скопления галактик, чёрные дыры) не просто притягивают другие тела, а искривляют само пространство-время вокруг себя.

2. Свет, распространяясь в космосе, движется по кратчайшему пути в этом искривлённом пространстве-времени. Для нас, как для внешних наблюдателей, траектория светового луча, проходящего вблизи массивного объекта, выглядит изогнутой.

3. Когда свет от далёкой звезды на своём пути к Земле проходит мимо массивной галактики, его путь искривляется. В результате мы видим звезду не в её истинном положении, а в том направлении, откуда к нам пришёл световой луч после искривления. Таким образом, видимое положение звезды на небе смещается.

Этот эффект не просто смещает изображение. В зависимости от массы "линзы" (галактики) и взаимного расположения источника света, линзы и наблюдателя, могут возникать и другие явления:

- Множественные изображения: Свет может обогнуть массивный объект с разных сторон, и в результате мы увидим два, четыре (как в случае "креста Эйнштейна") или больше изображений одной и той же звезды или квазара.

- Усиление яркости: Гравитационная линза может сфокусировать свет, делая далёкий объект значительно ярче. Это позволяет астрономам изучать объекты, которые иначе были бы слишком тусклыми для наблюдения.

- Искажение формы: Изображения протяжённых объектов, например, далёких галактик, могут быть искажены и растянуты в дуги или даже полные кольца ("кольца Эйнштейна").

Поскольку Вселенная заполнена материей (включая тёмную материю), свет от любого далёкого объекта в той или иной степени искажается на своём пути к нам. Таким образом, вся наблюдаемая нами карта далёкой Вселенной — это, по сути, картина, искажённая гравитационным линзированием. Однако для учёных это не столько проблема, сколько мощный инструмент, позволяющий "взвешивать" галактики и скопления, картировать распределение тёмной материи и заглядывать в самые далёкие уголки космоса.

Ответ: Да, означает. Из-за искривления света в гравитационных полях мы видим далёкие звёзды и галактики не в их истинном положении, а в смещённом, что создаёт искажённую картину Вселенной.