“Massa memberi tahu Ruangwaktu bagaimana melengkung, dan Ruangwaktu memberi tahu massa bagaimana bergerak,” kata fisikawan Amerika pelopor John Wheeler (1911-2008). Wheeler mengomentari hasil percobaan Albert Einstein Teori Relativitas Umum (1915), menjelaskan bagaimana Ruangwaktu dapat membengkok seperti kain trampolin yang fleksibel ketika benda berat diletakkan di atasnya. Menurut Relativitas Umum, gaya gravitasi dapat dijelaskan oleh lengkungan yang disebabkan oleh benda masif pada Ruang di sekitarnya, dan lengkungan Ruangwaktu ini dapat menghasilkan bentuk-bentuk terdistorsi aneh dengan cara yang telah dibandingkan dengan cermin “rumah hiburan” di karnaval. Pada bulan Oktober 2019, para astronom merilis gambar dari Teleskop Luar Angkasa Hubble (HST) yang mengungkap galaksi yang dijuluki “Lengkungan Sinar Matahari” yang telah dibagi menjadi ilusi kaleidoskopik aneh dan indah dari selusin gambar yang dibuat oleh gugusan galaksi latar depan yang sangat besar yang terletak 4,6 miliar tahun cahaya jauhnya. Gambar ini dengan indah menunjukkan prediksi Einstein bahwa gravitasi dari objek-objek besar di Luar Angkasa akan membelokkan cahaya yang bergerak, sehingga menyebabkan beberapa distorsi yang sangat aneh.
Bayangkan trampolin anak-anak. Seorang gadis kecil mengambil bola bowling dan menaruhnya di atas kain trampolin yang lentur. Kemudian, saudara laki-lakinya mengambil segenggam kelereng dan melemparkannya ke dekat tempat bola bowling itu berada di atas kain. Kelereng-kelereng itu bergerak di sekitar cekungan yang terbentuk di kain trampolin oleh bola bowling yang berat. Jika bola bowling itu dipindahkan, kelereng-kelereng itu akan bergerak di sepanjang lintasan lurus. Massa bola bowling yang berat itu menciptakan lengkungan–kelengkungan–di kain trampolin yang “memberi tahu” kelereng-kelereng itu cara bergerak. Kain trampolin adalah Ruangwaktu.
Pandangan Einstein tentang kelengkungan Ruangwaktu dibuktikan pada tahun 1919 melalui pengamatan gerhana matahari yang dapat mengukur kelengkungan Matahari (bola bowling) terhadap Ruang (struktur trampolin). Prediksi tambahan adalah bahwa kelengkungan tersebut akan menciptakan lensa gravitasi yang, selain distorsi, akan memperbesar ukuran tampak dan kecerahan objek yang jauh–berperilaku seperti kaca pembesar, untuk menyenangkan para astronom yang menganggap distorsi tersebut berharga saat mereka mengamati objek yang jauh di Alam Semesta.
Kaca Pembesar Alam
Istilah lensa gravitasi sendiri mengacu pada lintasan yang dilalui cahaya yang bergerak ketika dibelokkan. Hal ini terjadi ketika massa suatu objek yang terletak di latar depan membelokkan cahaya yang mengalir keluar dari objek yang lebih jauh yang terletak di latar belakang. Cahaya tersebut tidak harus berupa cahaya tampak. Cahaya tersebut dapat berupa bentuk radiasi elektromagnetik apa pun. Karena efek lensa gravitasiberkas cahaya yang biasanya tidak dapat diamati dibelokkan sedemikian rupa sehingga lintasannya menyimpang ke arah pengamat. Namun, cahaya juga dapat dibelokkan sehingga berkasnya bergerak jauh dari pengamat.
Ada tiga bentuk berbeda lensa gravitasi: lensa kuat, lensa lemah, Dan lensa mikro. Perbedaan antara ketiga jenis ini bergantung pada posisi objek latar belakang yang memancarkan sinar cahayanya ke ruang angkasa, objek latar depan yang berfungsi sebagai lensa melengkungkan cahaya itu, dan posisi pengamat. Juga, bentuk dan massa latar depan lensa itu sendiri memainkan peran penting. Objek latar depan inilah yang menentukan seberapa banyak cahaya objek latar belakang akan dibelokkan, serta jalur yang akan diambil cahaya ini melalui Ruangwaktu.
Alam semesta yang kita lihat hari ini berkilauan dengan gemerlapnya kembang api yang dahsyat dari miliaran bintang. Penghuni bintang yang berkilauan di alam semesta ini menghuni miliaran galaksi yang tinggal di hamparan Ruangwaktu yang relatif kecil yang kita sebut bisa dilihat atau tampak Alam semesta. Pengamat tidak dapat melihat apa pun yang mungkin ada di luar cakrawala kosmologis (tepi) Alam Semesta yang tampak. Hal ini karena cahaya yang dipancarkan dari objek-objek yang bersinar, yang menghuni wilayah-wilayah yang sangat jauh itu, tidak memiliki cukup waktu untuk mencapai kita sejak kelahiran Alam Semesta melalui Big Bang hampir 14 miliar tahun yang lalu. Perluasan Alam Semesta dan kecepatan cahaya yang terbatas telah membuat perjalanan itu menjadi mustahil.
Kecepatan cahaya menetapkan batas kecepatan universal—tidak ada sinyal yang diketahui dapat bergerak lebih cepat daripada cahaya dalam ruang hampa. Kita tidak dapat melihat apa yang mungkin ada di luar cakrawala kosmologis, dan misteri terbesar dari semua misteri—rahasia yang belum terjawab dari keberadaan kita—mungkin berada di wilayah yang sangat jauh di luar jangkauan penglihatan kita. Ketika kita mengintip jauh ke dalam Luar Angkasa, kita melihat kembali ke dalam Waktu. Semakin jauh objek bercahaya di Luar Angkasa, semakin lama waktu yang dibutuhkan cahayanya untuk mencapai kita. Mustahil untuk menemukan objek di Luar Angkasa, tanpa juga menemukannya dalam Waktu (Ruangwaktu). Tiga dimensi spasial yang menjadi ciri dunia yang kita kenal adalah atas-bawah, maju-mundur, dan samping-ke-samping. Waktu adalah dimensi keempat.
Lensa gravitasi dapat secara dramatis memperbesar sumber-sumber yang jauh di Alam Semesta kuno, jika ada objek yang cukup besar mengintai di latar depan yang terletak di antara sumber latar belakang dan mata pengamat yang penasaran.
Baru pada tahun 1979, pertama kali lensa gravitasi telah dikonfirmasi. Sebuah galaksi yang sebelumnya tidak dikenal berfungsi sebagai lensa dan membagi dan memperbesar cahaya dari jarak jauh kuasar terletak jauh di belakangnya menjadi duo gambar. Lensa gravitasi pengamatan saat ini sering digunakan untuk menemukan hal baru planet ekstrasurya mengorbit bintang-bintang di luar Matahari kita. Para astronom memperbesar galaksi-galaksi yang sangat jauh, dan kemudian memetakan distribusi galaksi-galaksi yang sebelumnya transparan dan tidak terlihat. materi gelap.
Materi gelap dianggap sebagai bentuk materi eksotis yang terdiri dari partikel non-atom, yang tidak berinteraksi dengan cahaya–itulah sebabnya ia tidak terlihat. Ia dianggap sebagai bentuk materi yang paling melimpah di Alam Semesta–jauh lebih melimpah daripada materi atom “biasa” yang membentuk dunia kita yang kita kenal. Karena materi gelap bersifat transparan–tidak berinteraksi dengan objek yang terlihat kecuali melalui gaya gravitasi–keberadaannya belum diverifikasi secara langsung. Dipercayai bahwa ia memainkan peran penting sebagai “perekat” gravitasi yang menyatukan galaksi, dan efek gravitasinya pada objek yang dapat diamati menunjukkan bahwa ia kemungkinan besar bersembunyi seperti hantu di Kosmos.
Lensa Di Langit
Lensa gravitasi mengungkapkan bahwa gugus galaksi latar depan memperbesar Busur Sinar Matahari sangat besar sehingga gravitasinya yang kuat membengkokkan struktur Ruangwaktu, baik membengkokkan dan memperbesar cahaya yang dipancarkan dari Busur Sinar Matahari terletak jauh di belakangnya. Efek distorsi ini juga menciptakan beberapa gambar dari galaksi yang sama.
Itu Busur Sinar Matahari terletak hampir 11 miliar tahun cahaya dari planet kita, dan telah berlensa menjadi beberapa gambar oleh gugusan galaksi latar depan yang besar yang berada di antara Busur Sinar Matahari dan Bumi. lensa Fenomena ini menciptakan setidaknya selusin gambar galaksi latar belakang yang jauh ini, yang didistribusikan melalui kuartet busur utama. Tiga dari busur ini dapat dilihat di kanan atas Pajak Penjualan atas Barang Mewah (PPN) gambar, sementara satu busur lawan terletak di kiri bawah. Namun, busur lawan sebagian tersembunyi oleh bintang latar depan yang sangat terang di Galaksi Bima Sakti kita.
Pajak Penjualan atas Barang Mewah (PPN) menggunakan kaca pembesar gravitasi ini di Ruangwaktu untuk mempelajari objek yang jika tidak demikian akan terlalu redup, terlalu jauh dan terlalu kecil untuk dideteksi bahkan oleh instrumen yang sangat sensitif. Busur Sinar Mataharimeskipun itu adalah salah satu yang paling terang lensa gravitasi galaksi, tidak terkecuali. Tanpa latar depan lensa memperbesar dan mendistorsi cahaya jauhnya, akan terlalu redup untuk dideteksi para astronom.
Itu lensa menciptakan gambar-gambar Busur Sinar Matahari adalah antara 10 dan 30 kali lebih terang dari galaksi latar belakang ini tanpa efek gravitasi lensaPembesaran diaktifkan Pajak Penjualan atas Barang Mewah (PPN) untuk mengamati struktur sekecil 520 tahun cahaya yang jika tidak akan terlalu kecil untuk diamati tanpa anugerah dari Ibu Pertiwi lensaStruktur tersebut menyerupai daerah kelahiran bintang di galaksi-galaksi terdekat di Alam Semesta lokal. Hal ini membantu para astronom melakukan studi terperinci tentang galaksi terpencil dan lingkungannya.
Pajak Penjualan atas Barang Mewah (PPN) pengamatan mengungkapkan bahwa Busur Sinar Matahari sangat mirip dengan galaksi yang ada pada masa yang jauh lebih awal dalam sejarah alam semesta–mungkin hanya 150 juta tahun setelah Big Bang.