11 de octubre de 2011

Teoría de la lente gravitacional


Una lente gravitacional, se forma cuando la luz que percibimos atraviesa un conjunto de materia tan masivo (galaxias, agujeros negros, etc) que deforma el espacio que lo rodea. La luz de aquellos objetos aún más distantes, se curva, produciendo la ilusión de ver varios objetos cuando vemos uno solo.


A la derecha una simulación del efecto del lente gravitacional causado por un agujero negro de Schwarzschild pasando por delante de una galaxia de fondo. Una imagen secundaria de la galaxia se puede ver dentro del radio de Einstein del agujero negro en el lado opuesto de la galaxia. La imagen secundaria crece (quedándose dentro del anillo de Einstein) a medida que la imagen principal se acerca al agujero negro. El brillo superficial de las dos imágenes se mantiene constante, pero su tamaño angular varía, por lo tanto, produciendo una amplificación de la luminosidad de la galaxia vistas por un observador distante. La amplificación máxima se produce cuando la galaxia (o en este caso una parte brillante de la misma) esta exactamente detrás del agujero negro.

Una lente gravitacional actúa en todo tipo de radiación electromagnética y no únicamente en luz visible. De hecho, este tipo de lentes carecen de aberración cromática, es decir, su efecto no depende de la longitud de onda de la luz sobre la que actúan, sino que es igual para todos los rangos del espectro electromagnético, sea éste óptico, infrarrojo, ultravioleta o cualquier otro. Esto permite poder analizar los objetos amplificados por la lente mediante las técnicas habituales de fotometría o espectroscopía astronómicas.



Todo eso está muy bien, pero para mucha gente estos conceptos quedan algo abstractos y para facilitar su comprensión anda mejor que una demostración empírica. Por suerte, podemos hacer un sencillo experimento para comprobar el funcionamiento de una lente gravitacional:



Supongamos que la superficie del agua simula el espacio vacío.
Llena la bañera hasta la mitad con agua y déjala reposar.
Con cuidado, abre el grifo lo justo para que caigan al agua gotas lo más pequeñas posible, de forma regular.
Se formarán ondas, imagina que son ondas electromagnéticas, por ejemplo fotones. Has creado una estrella.
Con más cuidado, quita el tapón.
Aquí está el agujero negro.

Mas detalles de este didáctico experimento en: Brucknerite: Una lente gravitacional en casa (recomiendo encarecidamente el enlace si queréis comprender un poco mejor las lentes gravitacionales). También podeis echar un vistazo a la pagina de la Wikipedia dedicada al tema, de dónde he sacado las fotos y la animación tan curiosa de arriba: Wikipedia: Lente Gravitacional

No hay comentarios:

Publicar un comentario