ViewWiki

שיעור 5 מתוך 5

עדשות כבידתיות.

כ־25 דקות · 5 שאלות תרגול

גלקסיה שמכופפת את האור של גלקסיה רחוקה מאחוריה לטבעת, לקשתות או לצלב: למה זה קורה, איך גודל הטבעת תלוי במסה, ואיך שוקלים כך חומר שאי אפשר לראות.

שלב 1 מתוך 5 · טבעת

שלב 1 מתוך 5

טבעת

ב־1919 מדדו אסטרונומים בליקוי חמה כוכבים שנראו ליד השמש, ומצאו שהם זזו בדיוק כמו שאיינשטיין צפה: הכבידה של השמש כופפה את האור שלהם. גלקסיה שלמה, כבדה פי טריליון מהשמש, היא עדשה כבידתית. בסצנה גלקסיה אליפטית ענקית, וגלקסיה ספירלית רחוקה ממנה פי שניים כמעט בדיוק מאחוריה.

לשאלה

שלב 2 מתוך 5

גודל הטבעת

רדיוס הטבעת, רדיוס איינשטיין, תלוי במסה של העדשה ובמרחקים:

θE=4GMc2⋅DLSDLDS\theta_E = \sqrt{\frac{4GM}{c^2} \cdot \frac{D_{LS}}{D_L D_S}}⁠

DLD_L⁠ ו־DSD_S⁠ הם המרחקים לעדשה ולמקור, ו־DLSD_{LS}⁠ המרחק ביניהם. מסת העדשה נעולה על קבוצת גלקסיות, 44⁠ טריליון מסות שמש.

לשאלה

שלב 3 מתוך 5

קשתות

טבעת שלמה דורשת יישור כמעט מושלם. היסט מהקו מזיז את הגלקסיה הרחוקה הצידה, בשניות קשת.

לשאלה

שלב 4 מתוך 5

צלב

גלקסיות אמיתיות לא עגולות לגמרי. השטיחות של העדשה הופכת אותה לסגלגלה, ומשנה את מספר הדמויות.

לשאלה

שלב 5 מתוך 5

לשקול את מה שלא רואים

הצגת המיקום האמיתי באמצע: קווים עוקבים אחרי האור מכמה נקודות בשפת הגלקסיה הרחוקה, שמתכופף בעדשה ומגיע אלינו. סובבו את המבט כדי לראות אותם מהצד. המשיכו עד איפה היא באמת: הכיפוף נעלם, והקשתות מתכנסות לספירלה קטנה אחת.

לשאלה

תמונה של הסצנה התלת־ממדית „עדשות כבידתיות”
סצנה אינטראקטיבית

הגרסה האינטראקטיבית נטענת…

כל שלב מכין לכם את הסצנה, ובקר שמסומן „קבוע” נשאר במקומו בשלב הזה.

לניסוי

תרגול · בחרו

הגלקסיה הרחוקה נמצאת כמעט בדיוק מאחורי גלקסיית העדשה, ואנחנו רואים אותה כטבעת שלמה סביבה. למה טבעת?

לניסוי

תרגול · חשבו

לעדשה של טריליון מסות שמש יש טבעת ברדיוס של כ־2.02.0⁠ שניות קשת. מסת העדשה נעולה עכשיו על 44⁠ טריליון. רדיוס הטבעת פרופורציוני ל־M\sqrt{M}⁠. מה הרדיוס עכשיו, בשניות קשת?

לניסוי

תרגול · נבאו, ואז הסתכלו

מה יקרה לטבעת כשהגלקסיה הרחוקה תזוז מעט הצידה, ל־0.4 שניות קשת?

לניסוי

תרגול · הגיעו למטרה

עדשה שטוחה יכולה לפצל את הגלקסיה שמאחוריה לארבע דמויות, ״צלב איינשטיין״. שנו את הסצנה עד שתראו ארבע דמויות נפרדות, ולחצו על בדיקה.

לניסוי

תרגול · בחרו

מגודל הטבעת אפשר לחשב את המסה של העדשה. כשעושים זאת לגלקסיות אמיתיות, יוצאת מסה גדולה פי כמה מזו של כל הכוכבים והגז שבהן. מה המסקנה?