Πώς επηρεάζεται το φως από τη βαρύτητα στο σύμπαν;
1.
Ο βαρυτικός φακός εμφανίζεται όταν το φως περνάει κοντά σε ένα τεράστιο αντικείμενο, όπως ένα αστέρι, γαλαξία ή μαύρη τρύπα. Η βαρύτητα αυτών των μαζικών αντικειμένων στρέφει και στρεβλώνει τη διαδρομή του φωτός, προκαλώντας την εστίαση ή την εκτροπή του. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να οδηγήσει στον σχηματισμό πολλαπλών εικόνων μακρινών αντικειμένων, γνωστών ως βαρυτικών επιδράσεων φακού.
2. Χρόνος διαστολή:
Η διαστολή του χρόνου βαρύτητας είναι συνέπεια της θεωρίας της γενικής σχετικότητας. Καθώς το φως ταξιδεύει μέσα από ένα βαρυτικό πεδίο, η διαστολή του χρόνου προκαλεί την αλλαγή της αλλαγής του ρυθμού διέλευσής του. Αυτό το αποτέλεσμα μπορεί να οδηγήσει σε βαρυτική μετατόπιση, όπου το μήκος κύματος του φωτός είναι τεντωμένο, με αποτέλεσμα τη μετατόπιση προς το κόκκινο άκρο του φάσματος.
3.
Στην περιοχή των μαύρων οπών, τα αποτελέσματα της βαρύτητας γίνονται ακραίες. Καθώς το φως προσεγγίζει τον ορίζοντα συμβάντος μιας μαύρης τρύπας, το μονοπάτι του γίνεται εξαιρετικά καμπύλο και βιώνει ακραία διαστολή χρόνου βαρύτητας. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό μιας "σφαίρας φωτονίων", μια περιοχή όπου το φως μπορεί να τροχιάσει την μαύρη τρύπα επ 'αόριστον.
4. Βαρβικά κύματα:
Τα κύματα βαρύτητας είναι κυματισμοί στο χωροχρόνο που προκαλούνται από την επιτάχυνση των μαζικών αντικειμένων. Όταν αυτά τα κύματα περνούν από την ύλη, μπορούν να προκαλέσουν μικροσκοπικές στρεβλώσεις στον ιστό του χωροχρόνου. Αυτό μπορεί να επηρεάσει τη διαδρομή και τις ιδιότητες του φωτός, αν και τα αποτελέσματα είναι συνήθως πολύ μικρά.
5. Κοσμολογικές επιδράσεις:
Σε μεγαλύτερες κοσμολογικές κλίμακες, η βαρύτητα παίζει ρόλο στην επέκταση του σύμπαντος και στην εξέλιξη του φωτός. Οι βαρυτικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των γαλαξιών και των συστάδων των γαλαξιών επηρεάζουν τη συνολική δομή του σύμπαντος και επηρεάζουν την κατανομή και τις ιδιότητες του φωτός σε τεράστιες κοσμικές αποστάσεις.
Η μελέτη του τρόπου με τον οποίο επηρεάζεται το φως από τη βαρύτητα έχει δώσει σημαντικές γνώσεις για την κατανόηση του σύμπαντος, βοηθώντας τους αστρονόμους να διερευνήσουν φαινόμενα όπως η βαρυτική φακότητα, η συμπεριφορά του φωτός κοντά στις μαύρες τρύπες και η δομή μεγάλης κλίμακας του Κόσμου.
