سراب کیهانی

با وجود پیشرفت‌های زیادی در زمینه کیهان شناسی ، معمایی که هنوز هم حل نشده ، مقدار چگالی ماده موجود در جهان است. چون قسمت نامشخصی از ماده بصورت نامرئی است، امکان دستیابی به مقدار آن برای اخترشناسان تقریبا غیر ممکن است. ولی اخیرا آنها پدیده تازه‌ای کشف کرده‌اند که نوید روشن کردن بسیاری پرسشها را پیرامون مقدار تام ماده مرئی و نامرئی در کائنات و پراکندگی آن را در فضا به ما می‌دهد. این کشف عبارتست از پدیده سرابهای جاذبه‌ای. "سرابهای جاذبه‌ای" زمانی حاصل می‌شوند که دو ستاره یا بیشتر که در فاصله‌های متفاوتی از زمین واقع شده‌اند، بصورت کامل با کره زمین روی یک خط قرار گیرند و بنظر برسد که در آسمان باهم برخورد کرده‌اند. روشنایی دورترین ستاره برای رسیدن به ما باید از میدان گرانشی نزدیکترین ستاره بگذرد و در این عبور منحرف می‌شود.

این انحراف روشنایی یک تغییر شکل و حتی نوعی تکثیر تصویر از ستاره پدید می‌آورد انیشتین .در سال 1936 با استفاده از نسبیت نشان داد که اگر از دید ناظر رصد کننده ، دو ستاره با کره زمین روی یک خط قرار گیرند، دورترین ستاره علاوه بر تصویر عادی خود که یک نقطه است، تصویر دیگری به شکل یک حلقه نورانی در اطراف آن نقطه روشن ، پیدا خواهد کرد. این حلقه نورانی ، نوعی سراب کیهانی و نوعی توهم بصری است زیرا در عالم حقیقت وجود ندارد. آلبرت انیشتین همخط شدن دو ستاره با زمین را امری بسیار غیر محتمل می‌دانست و این پدیده را فقط بصورت تئوری ارایه داده بود. در پدیده سراب کیهانی ، ستاره نزدیکتر که قوه جاذبه آن ، روشنایی ستاره دورتر را منحرف می‌کند، "عدسی جاذبه‌ای" نامیده می‌شود. این ستاره مانند عدسی عینک ، روشنایی ستاره را منحرف می‌کند تا سراب جاذبه‌ای را پدید آورد. یک سال بعد از ارایه نظریه آلبرت انیشتین ، "فریتز زوایکی" همان کسی که موضوع ماده نامرئی را مطرح کرد با قبول تئوری آلبرت انیشتین ، به جای ستاره‌ها ، کهکشانها و انبوه‌های کهکشانی را به عنوان عدسی گرانشی پیشنهاد کرد. 42سال بعد از ارائه این نظریات ، در سال 1979 یک جفت کویزار اجسام ستاره مانند بسیار دور کشف شد که خیلی به هم نزدیک و شبیه بودند. فیزیکدانان بر این اعتقاد شدند که این شباهت حیرت انگیز حاصل تصادف نیست، یکی از این کویزارها می‌تواند سراب گرانشی کویزار دیگر باشد، ولی در این مورد باید عدسی گرانشی آنرا هم کشف می‌کردند. پس از رصدهای دقیق ، کهکشانی کشف شد که روی یکی از کویزارها قرار گرفته بود. بدین ترتیب نخستین سراب کیهانی کشف شد. در واقع آنچه دیده می‌شد یک کویزار بیش نبود، و کهکشانی که بین این کویزار و زمین بصورت هم خط واقع شده بود، به عنوان عدسی گرانشی عمل کرده و دومین کویزار را بصورت سراب پدید آورده بود. پس از آن سرابهای دیگری نیز کشف شد. حتی حلقه‌های نورانی که آلبرت انیشتین پیش بینی کرده بود در جهت انبوه‌های کهکشانی دیده شدند. یک سراب کیهانی ، حاصل و نتیجه تداخل عمل پیچیده میان روشنایی یک جسم نورانی سماوی «ستاره ، کویزار ، کهکشان یا انبوه کهکشانها) و میدان گرانشی یک عدسی گرانشی است. میدان جاذبه به توده تمام ماده (مرئی یا نامرئی) و تقسیم پراکندگی فضایی آن در عدسی بستگی دارد. از طرف دیگر ، مسیر روشنایی نیز تحت تاثیر میدان جاذبه گرانشی تمام مواد بین کهکشانی (مرئی یا نامرئی) است که می‌تواند میان جسم نورانی و عدسی و میان عدسی و زمین وجود داشته باشد. بنابراین سرابهای کیهانی قادرند مارا نه تنها در مورد توده نامرئی در عدسیها ، بلکه درباره فضای میان کهکشانی نیز آگاه سازند. ولی یافتن سرابهای کیهانی کار آسانی نیست و مقدار سرابهایی که تا کنون یافته شده‌اند، انگشت شمار می‌باشند. این کمیابی دلیل آنست که فضای میان کهکشانی نمی‌تواند پر از سیاهچاله‌های یک تکه توده‌دار (حدود یک میلیارد برابر توده خورشید) باشد، زیرا این سیاهچاله‌ها عدسیهای گرانشی بسیار خوبی هستند. فیزیکدانها امیدوارند با کشف سرابهای کیهانی ، بیشتر اسرار توده نامرئی کائنات را آشکار کنند.