Uwzględnienie wpływu soczewkowania grawitacyjnego wymusza nawet dziesięciokrotną redukcję jasności najdalszych kwazarów – informuje najnowszy numer czasopisma Nature.

Jednymi z najjaśniejszych obiektów we Wszechświecie są kwazary. Swój ogromny blask, pozwalający na obserwowanie ich z odległości miliardów lat świetlnych, zawdzięczają supermasywnym czarnym dziurom znajdującym się w ich środku. Obiekt taki pochłania ogromne ilości materii, która rozgrzana do dużych temperatur, wyświeca swoją energię w wysokoenergetycznej części widma – w promieniach gamma, X i w ultrafiolecie.

Ostatnie przeglądy nieba umożliwiły odkrycie nowych kwazarów w rekordowo dużych odległościach i o niespotykanych dotychczas jasnościach. W przypadku tak odległych obiektów obraz docierający do nas został wysłany kilkanaście miliardów lat temu. Na pierwszy rzut oka nowe obserwacje dowodzą, że najdalsze kwazary były już tak jasne niespełna miliard lat po Wielkim Wybuchu.

Tak duża jasność implikuje z kolei istnienie we wnętrzu kwazara czarnej dziury o masie kilku lub nawet kilkunastu miliardów mas Słońca. To kłóci się dość wyraźnie z wynikami uzyskanymi przy pomocy modeli kosmologicznych symulującymi powstawanie pierwszych struktur. Miliard lat to zbyt mało czasu, aby powstały tak masywne czarne dziury.

Od początku XX wieku, kiedy Albert Einstein opublikował swoją ogólną teorię względności, wiemy jednak, że grawitacja wpływa na bieg promieni świetlnych. Zjawisko to stworzyło nowe możliwości detekcji tzw. “ciemnej materii”, poprzez badanie jej wpływu na promienie świetlne odleglejszych i jaśniejszych obiektów.

“Ciemna materia” działa podobnie do soczewki, uginając promienie świetlne, zjawisko to określa się mianem soczewkowania grawitacyjnego. Blask odległych obiektów, na skutek soczewkowania grawitacyjnego spowodowanego przez bliższe i słabo świecące galaktyki może być wzmocniony nawet kilkunastokrotnie.

W najnowszym numerze “Nature” ukazała się praca autorstwa J. Stuarta, B. Wyithe’a i Abrahama Loeba z Harvard University w Cambridge w Stanach Zjednoczonych, która szacuje wpływ soczewkowania grawitacyjnego na światło odległych kwazarów.

Zdaniem autorów publikacji blask blisko jednej trzeciej najdalszych obiektów kosmicznych jest znacznie zafałszowany przez ugięcie ich promieni świetlnych przez bliższe nam galaktyki.

Obserwowane przez nas jasności są często ponad dziesięciokrotnie przeszacowane. Uwzględnienie tego efektu powoduje wyraźne zmniejszenie mas czarnych dziur znajdujących się we wnętrzach kwazarów, a przez to skrócenie czasu potrzebnego do ich wytworzenia, co poniekąd rozwiązuje problem.

Autor

Łukasz Wiśniewski

Komentarze

  1. Rafał B. Szulc    

    Na specjalne zamówienie — Doniesienie nie zawiera zbyt wielu szczegółów, lecz z tego co widać, i tak trudno się oprzeć wrażeniu, że  odkrycie ma charakter polityczny!
    Spokojnie! – nie chodzi mi o prawdziwą politykę, lecz o… naukową. A dokładniej rzecz ujmując: naukawą. Czyli o różne gierki, tudzież zabawę w  wyjaśniające opracowanka, czynione na zamówienie… A tak, po prawdzie: zwykłe ściemnianie.
    Zakrzywienie grawitacyjne biegu promieni świetlnych może spowodować ich wzmocnienie, dla ziemskiego obserwatora. Zajdzie to wtedy, gdy odpowiedzialna za owo skupienie masa – znajdzie się w odpowiednim miejscu, i Ziemia, wraz z posadowionym się na niej teleskopem – wypadnie jak raz na linii skupiania.
    Jeśliby zrzutować, na rozległej płaszczyźnie, obraz wybranego kwazara, po przejściu emitowanego zeń światła przez taką „soczewkę” – to oprócz miejsc (osi), gdzie następuje skupianie – zobaczymy znacznie rozleglejsze obszary, gdzie światło, docierające z owego układu (wybrany kwazar – soczewka) nie ulega wzmocnieniu, lecz osłabieniu!
    Bowiem w tych miejscach – nasza „soczewka” ma działanie rozpraszające. Oprócz tego, występują też zjawiska wygaszenia interferencyjnego – lecz dla tych rozważań, gdzie ważne są porównania prawdopodobieństwa dwóch, podstawowych procesów – dyfrakcję osłabiającą możemy niemal zaniedbać.
    Oczywiście – nie wiemy, jak są porozkładane „skupiające” światło masy, czy też nie znamy innych elementów charakteryzujących możliwe układy optyczne, które wyprodukował „dla nas” kosmos. Dlatego musimy potraktować rzecz statystycznie. A to oznacza, że przypadki wzmocnienia sygnału świetlnego, a już szczególnie: znacznego wzmocnienia – będą wielokrotnie rzadsze, niż jego osłabianie. Dodam: nie chodzi o pochłanianie przez pył, mówię tu tylko o efektach grawitacyjnych!

    Reasumując: owi naukowcy stwierdzili, że mucha, po wyrwaniu sześciu nóg… nie słyszy.
    No cóż, naukowiec, gdy nie ma sukcesów, to musi je zrobić. Choćby z niczego. A jeszcze lepiej, na  specjalne zamówienie. W przypadku zamówienia – sukces gwarantowany. No, przynajmniej publikacja, ale przecież tylko to się liczy, a nie jakieś tam odkrycia!
    Żeby zrobić odkrycie, potrzebna jest nie tylko wytężona prac – trzeba mieć jeszcze iskrę Bożą, szczyptę szczęście. Ale szczęście pieniędzy nie daje…

    1. Wulczer    

      Chyba zaszlo nieporozumienie… — Na pewno zaszlo jakies nieporozumienie. Jezeliby potraktowac rzecz tak jak Ty chcesz, to szacowana jasnosc obserwowanych kwazarow musielibysmy ZWIEKSZYC, aby skompensowac wplyw roznych rozproszen. To oznaczaloby, ze te kwazary (a co za tym idzie tak masywne czarne dziury) powstalyby doslownie w chwile po Wielkim Wybuchu (a moze nawet przed 🙂 ). A to chyba byloby dosc dziwne (zreszta przeciez wiesz, bo czytales newsa). Wniosek? Swiatlo od kwazarow musi byc WZMACNIANE przez soczewkowanie grawitacyjne. QED.

      1. Rafał B. Szulc    

        Błądzić, jest rzeczą ludzką — Lecz gdy błąd widocznym się staje, trwanie przy nim – res beanum est! A jeszcze do tego, ów wywód kolegi oparty jest na grubym, i mocno niepewnym założeniu, w dodatku o cechach tautologii, bowiem mający wieść do udowodnienia czegoś, na czym opiera się samo twierdzenie… Quod est… absurdum!
        Chyba, że to miał być żart?

        Obserwowaną jasność obiektów b. odległych, bliskich „krańca” – oczywiście musimy zazwyczaj przemnożyć przez jakiś tam faktor, większy od jedności, czyli ją zwiększyć. Odsetek obiektów pojaśnionych na skutek opisywanego soczewkowania – jest bowiem, na pewno, znikomy. Przeważają przyciemnione – zarówno z powodów grawitacyjnego rozproszenia strumienia światła, jak też pochłaniania przez materię międzygwiezdną.

        Aby móc powiedzieć coś dokładniejszego, o stopniu wzmacniania / osłabiania, oraz o  frekwencji obiektów 1-szych i 2-gich, na obserwowanym niebie, potrzebne są badania. Długie, żmudne, i… rzetelne. Uzyskiwanie uczciwych, niezafałszowanych przez  modne trendy, czy jakieś manipulacje, miarodajnych danych – gra tu rolę podstawową. Oraz… czas. Potrzebne jest kilkadziesiąt, może nawet kilkaset lat pomiarów jasności obiektów odległych, aby wykluczyć / potwierdzić fakt ich grawitacyjnego pojaśniania. Na szczęście raczej nie są to okresy liczone w tysiącach lat, bowiem przy odległościach dzielących źródło / soczewkę / Ziemię, liczonych w odcinkach przestrzeni, a więc i czasu, rzędu zbliżonego do wieku Wszechświata, to ich wzajemne prędkości kątowe będą już wystarczające (zapewne) aby różnice jasności danego układu optycznego, czyli konkretnego kwazara + soczewki, uwidoczniły się dość szybko. Znacznie szybciej, niż zmiany jasności wywołane starzeniem się samego źródła promieniowania.

        Zaś co do obiektów starszych niż Wszechświat. Jest zrozumiałe, że Nauka broni się przed ich „przyjęciem” – rękami i nogami. Tym niemniej nie możemy w pełni wykluczyć, że ową „obronę” – przegra.
        Co wtedy?
        No cóż, zrobi się dość spore zamieszanie. Ale jeśli okaże się, że  natura jakoś to zniosła, to i Nature – też będzie musiała pogodzić się z tym, jakie by nie było szokujące!

        Posługujemy się wiedzą, co do której mamy, w jakiejś tam mierze – zaufanie. Lecz tak naprawdę, powinniśmy sobie zdawać wciąż sprawę, że pewne sądy, z niej wynikające, różne wnioski, czy modele, są jedynie najlepszymi z możliwych. A to oznacza tylko tyle, że… na razie nie mamy lepszych. Zaś w żadnej mierze nie należy uważać, iż są w pełni prawdziwe.
        Ale… na czymś opierać się trzeba. Chociażby to było mocno niepewne. Stąd tak zwany kanon wiedzy. Trzeba jednak zawsze pamiętać, że choć ów kanon istnieje, to sam wymóg, jego jakiejś tam – kompletności – siłą rzeczy produkuje pewną jego fałszywość. Bowiem przy braku pewności jakiegoś zakresu wiedzy, musimy się posługiwać twierdzeniami nie udowodnionymi. Nie da się tego uniknąć.
        Lecz… trzeba sobie z tego zdawać sprawę!

        Myślę zresztą, że każdy uczony, a przynajmniej taki, który pragnie wnieść coś istotnego do rozwoju wiedzy, przeżywa w pewnym etapie życia, okres stopniowego odrzucania różnych pokładów wiedzy niepewnej. Wpierw wiedzę gromadził, zbierał, dodawał, po czym dokonuje selekcji. No, niby robi to całe życie, ale w pewnych okresach jest ten proces destylacji bardziej intensywny: wyrzucanie zbędnego bagażu. Redukowanie ilości pewników absolutnych. Sprowadzanie go do jakiegoś minimum – minimorum. Bez oglądania się na autorytety, trendy naukowe, czy też „obowiązujące” wykładnie. Na  własny rachunek.

        Rzeczy, które w owym niezbędniku się nie zmieszczą – traktuje jako prawdopodobne. Dopuszczając również inne, konkurencyjne wyjaśnienia, nawet… całkowicie sprzeczne. Biorąc pod uwagę wszystkie możliwości. Oraz, dla lepszego przeglądu, jeszcze kilka nie-możliwości…

        A dodatkowo, aby nie popaść w skostnienie i rutynę, oraz zachować zdolność rewizji poglądów, nawet w zakresie tych stwierdzeń, które uznał niegdyś za  absolutnie niepodważalne – stara się uprawiać kilka ogródków nie plewionych. Czyli zabawia się konstrukcjami modeli absurdalnych. Bowiem samo koncentrowanie się jedynie na tym, co jest możliwe, dopuszczalne, i prawdopodobne – dość mocno ogranicza zdolności badawcze. A już najbardziej – niszczy wyobraźnię!
        Świadome i konsekwentne, czynione w ramach umysłowego treningu, częste i chętne konstruowanie ciekawych, ożywczych, sprzecznych z jakimiś wybranymi fragmentami wiedzy, abstrakcyjnych form – pozwala uniknąć ataków „lęku otwartej przestrzeni”, ogarniającego wielu badaczy, gdy jakieś dane zaczynają wykraczać poza to, co wydaje się być możliwe.
        Tak, tak, kochani! Ci, co nigdy nie schodzą z utartych szlaków, niedoszli odkrywcy, potencjalni, lecz nigdy nie zrealizowani pionierzy nowych, nie odkrytych dróg – też mogą mieć kłopoty z  agorafobią! Dlatego nawet nie zbliżają się do tego, co pachnie czymś nieznanym.

        Dla tych, którzy pragną takich lęków uniknąć – gorąco polecam ”Przeciw Metodzie” Feyerabenda.

Komentarze są zablokowane.