La Creu d’Einstein

creu d'einstein.jpg Una de les prediccions més curioses de la teoria de la relativitat és que la matèria pot deformar l’espai. Ens sembla estrany, ja que sempre considerem que la matèria està dins l’espai, però sense afectar-lo. Però el cas és que la relativitat és correcta en aquest aspecte i quan s’han pres mesures s’ha pogut mesurar aquest efecte. Per imaginar-ho s’acostuma a posar l’exemple d’una pilota situada sobre una xarxa. La xarxa representa l’espai i la pilota seria una gran quantitat de matèria que deforma lleugerament l’estructura de la xarxa.

Això té algunes conseqüències curioses. Per exemple, si podéssim mirar les estrelles que treuen el nas just al darrera del Sol les veuríem en posicions lleugerament diferents de l’esperat. El motiu seria que la llum, en passar al costat del Sol, s’ha desviat lleugerament. Això es va comprovar durant un eclipsi de Sol l’any 1919 i en aquell moment va ser una de les millors demostracions de la relativitat.

Però si volem veure aquests efectes, el millor és disposar de quantitats de matèria molt més grans  que no pas una estrella. Aleshores es poden veure arcs de llum i fins i tot anells. Però un dels efectes més espectaculars i més bonics el tenim en el que s’anomena “La Creu d’Einstein”.

La imatge sembla talment la de cinc estrelles formant una creu. Però la realitat és molt més complexa i alhora una bona demostració de com es desvia la llum tal com prediu la relativitat.

La situació és que en determinat indret de l’espai molt llunyà hi ha un quàsar. Una mena de galàxia enormement llunyana i enormement brillant. De fet els quàsars són els objectes més llunyans que hem pogut detectar a l’Univers. Aquest en concret és el QSO 2237+0305 i està a 8000 milions d’anys llum de distància.

I just entre aquest quàsar i nosaltres resulta que hi ha una galàxia, que respon a les sigles ZW 2237+030. Aquesta està molt més a prop. Només ens separen 400 milions d’anys llum.

En teoria, el quàsar no el podríem veure ja que la galàxia ens el taparia. Però la gran massa de la galàxia deforma l’espai i fa que els raigs de llum del quàsar que anaven en una direcció es desviïn del seu camí i agafin una nova trajectòria que els porta en direcció a la Terra, on els podem detectar. Com que la galàxia no té una forma perfectament rodona, aquest efecte passa per alguns dels seus costats i el resultat és la creu d’Einstein.

Mireu la imatge. El puntet de llum del centre és la galàxia. I els quatre punts de llum dels costats són tots diferents imatges del mateix quàsar que hi ha al darrera. Veiem per quadruplicat un quàsar que, si no fos per aquest efecte relativista, ens quedaria ocult per la galàxia. En teníem alguna imatge més o menys acurada, però ara el Hubble acaba d’obtenir aquesta que té força més qualitat. Suposo que permetrà estudiar detalls del quàsar i de la relativitat. També ens permet quedar-nos una mica bocabadats amb els secrets de l’Univers i la manera que tenim per anar-los descobrint.

Però sobretot és d’aquelles imatges boniques que, quan entens com s’ha generat resulten encara molt més fantàstiques.

14 comentaris

  • Lluis Tomas Roig

    25/12/2015 14:50

    Durant l’eclipsi de Sol de 1919, es va “intentar” comprovar la deformació de l’espai, però l’experiment no va tenir èxit degut a la poca resolució de les emulsions fotogràfiques.

  • der K

    02/03/2012 16:08

    Ah, no havia llegit fins el comentari del Brian. Queda molt ben explicat amb el link de la teva resposta. Gràcies.

  • der K

    02/03/2012 16:06

    Interessant. De totes maneres no m’esperaria 4 quasars visibles, sinó moltíssims. Tot un cercle tancat de llum del mateix quasar al voltant de la galàxia central.

  • Daniel Closa

    29/02/2012 22:02

    Brian. Correcte. Es diuen “anells d’Einstein” i aquí en pots veure uns quants
    http://en.wikipedia.org/wiki/File:Einstein_Rings.jpg

  • Brian

    29/02/2012 21:32

    Suposo que si la galàxia i el quàsar fossin perfectament esfèrics, el que veuríem fora un anell al voltant de la galàxia, ¿oi?

  • Júlia

    29/02/2012 19:50

    Moltes gràcies, tramuntarie! Ara ja ho he entès! :D

  • Carquinyol

    29/02/2012 18:20

    No et preocupis company, sé que ho faràs a la mínima oportunitat. De fet, el FMI, el BCE, el ministre d’Hisenda, el d’Economia, els Consellers del mateix gremi i uns quants més que ara no recordo ja fa temps que no m’aclareixen res tampoc, així que estic acostumat. El pitjor és que a diferència de tu ells sé que no m’aclariran res de res.

  • Daniel Closa

    29/02/2012 16:46

    Carquinyol. Si que es complicat. Que és la relativitat! No pot ser evident :-D. Lo de la xarxa ésuna metáfora útil, però tampoc cal estirar-la massa. (notaràs que no t’aclareixo res, però es que m’ho he de mirar en calam perquè tampoc tinc lclars els detalls)

    OCA. Uix. Ara s’ha pogut demostrar amb uns nivells fabulosos. Però l’edifici general segueix sent el que va bastir l’amic Albert.

    Joan. Més maca deu ser per als físic, que podeu apreciar-ne els detalls!

    Júlia. Per entendre-ho mira la foto de l’enllaç (o l’explicació de’n tramuntaire més amun)

    Manel. No fotis! Escriu de ciència i salut, home. Que com més punts de vista diferents, millor.
    Lo dels cucs ja en parlaré. Però uf quasi prefereixco que els telomers se’m desgastin. La immortalitat fa mandra!

  • tramuntaire

    29/02/2012 15:13

    Júlia, la gravetat efectivament desvia els rajos fent-los apropar a la galàxia. Nosaltres no veiem el quàsar a través d’un raig de llum en línia recta, perquè ens el tapa la galàxia, sinó que són altres rajos que no arribarien a la terra que, en ser desviats, arriben als nostres ulls. Però nosaltres estem acostumats a que les coses que veiem es trobin en línia recta i per això es produeix l’efecte òptic.

    El link associat a “agafin una nova trajectòria” en el text ho il·lustra molt bé. Un mirall també ens enganya i ens mostra coses al davant que en realitat són darrera nostre, però el cervell ja hi esta prou acostumat per interpretar-ho correctament.

  • Manel Bargalló

    29/02/2012 14:13

    Daniel,
    una cosa que no té res a veure amb l’article.
    Acabo de llegir aquesta notícia:
    http://www.reuters.com/article/2012/02/27/us-ageing-worms-immortality-idUSTRE81Q20Y20120227
    faràs un article al respecte aviat?
    Jo fa temps que vaig decidir no escriure més sobre ciència i salut al meu bloc perquè ja hi ets tu que ho fas molt bé (i a part que escriure sobre ciència sempre t’obliga a ser molt rigurós amb les fonts i requereix temps que no tinc).

  • Júlia

    29/02/2012 13:21

    No ho he entès, per què la llum es desvia allunyant-se de la galàxia que queda entremig, enlloc d’acostar-s’hi per efecte de la gravetat? :S

  • Joan Codina

    29/02/2012 12:25

    Que maca que és la realitat (i la Relativitat)!!

    Realment són miratges en l’espai temps.

    Que bons que van ser Einstein i companyia…

  • OCA

    29/02/2012 11:51

    Em passa una mica com el Carquinyol. Un pèl complicat de visualitzar a la ment tot plegat.
    En tot cas una demostració més de fins a quin nivell de precisiió va arribar l’Einsten, tenint les eines que tenia. La pregunta seria que hauria pogut aconseguir ara mateix? Potser més? Potser, inclús, menys?

  • Carquinyol

    29/02/2012 9:15

    Confeso que això de la deformaciò de l’espai és quelcom que hem costa molt d’entendre.

    Entenc el model de la xarxa que comentes, i com la xarxa un objecte 2D ( despreciant el seu gruix) a un món 3D la variació que aquesta mostra la realitza en una dimensió diferent.

    Vol dir això que el nostre espai-temps està compost de dimensions que desconeixem? Sinó… on i com pateix l’espai aquestes modificacions ?

    Un tema apassionant i complex. I completament espectacular, com l’efecte que ens mostres.