Formørkelser gør solens gravitationslysbøjning synlig
Under natlignende forhold skabt under helheden af en solformørkelse, som den 8. april, er planeter og stjerner synlige. Venus og Jupiter, i parentes om solen, vil være meget mærkbare, mens Merkur vil være ret svag.
Der vil ikke være nogen klare stjerner i nærheden af solen under denne formørkelse, men utroligt nok vil dunkle stjerner i nærheden af den se ud til at være forskudt en lille smule på grund af dens tyngdekraft. Denne forskydning og Merkurs bevægelse var de tidligste beviser i det tidlige 20. århundrede, der bekræftede Einsteins nye teori om tyngdekraften. Disse observationer førte også direkte til forudsigelsen af sorte huller.
Med den fantastiske kraft fra moderne teleskoper har vores "bedste" astronomi-websteder rigelige beviser på, at tyngdekraften bøjer lys, der fungerer som en linse. Hvis justeringen af et baggrundsobjekt med en gravitationslinse er næsten perfekt, fremstår en "Einstein-ring" af lys som en glorie omkring den.
Bøjelys
De tidligste moderne undersøgelser af lys blev offentliggjort af Sir Isaac Newton i begyndelsen af det 18. århundrede. På trods af at nogle af hans opdagelser nu er stærke beviser for, at lys er bølger, konkluderede han på det tidspunkt, at lys var lavet af partikler og faktisk ville blive påvirket af tyngdekraften.
Den franske matematiker Pierre-Simon Laplace foreslog endda i 1795, at tyngdekraften kunne være stærk nok til at trække lys ind i en krop, et tidligt begreb om sorte huller. Men i slutningen af det 19. århundrede blev Newtons ideer om lys kasseret, og det blev antaget at være bølger og dermed upåvirket af tyngdekraften.
Vi ved nu, at lys har to aspekter, bølger og partikler kombineret, men det krævede Einsteins genialitet at indse, at dette ikke engang betyder noget:det var vores forståelse af tyngdekraften, der skulle ændres, og han foreslog den generelle relativitetsteori.
Selvom den blev udgivet i fuld form i 1915, forudsagde Einstein allerede i 1911, at lyset ville blive bøjet af tyngdekraften. Einsteins fulde teori løste straks et langvarigt problem, nemlig at Mercurys holdning ikke stemte overens med forudsigelserne ved brug af Newtons gravitationsteori, en stor triumf.
At observere lysets bøjning så ud til at være en god anden test af det revolutionerende nye koncept for tyngdekraft som "buet rumtid", men kun solen, omkring 330.000 gange mere massiv end Jorden, var stærk nok til at bøje lyset en smule. Da lyskilden ville være stjerner, kunne effekten kun observeres under en formørkelse, når de kunne ses i nærheden af solen.
Effekten er meget lille, mindre end en tusindedel af den vinkel, solens eller månens skive danner på himlen.
Nyt udstyr, nye observationer
Astronomer begyndte at trække tonsvis af udstyr, inklusive teleskoper op til fem meter lange, for at formørke stier for at foretage højpræcisionsmålinger. Stjernerne, hvor formørkelsen ville opstå, skulle fotograferes måneder i forvejen om natten og derefter fotograferes med det samme store teleskop under formørkelsen.
Den kendte engelske astronom, Sir Arthur Eddington, lavede de første afgørende observationer i 1919 fra observationssteder i Sydamerika og Afrika. Denne lille effekt er umærkelig for tilfældige seere af en formørkelse, men havde store konsekvenser, hvilket resulterede i det helt anderledes studieområde for klassificering af stjerner.
Det blev bemærket i 1910, at der var en mærkelig stjerne kaldet 40 Eridani, der var meget svagere, end den burde have været, i betragtning af dens høje temperatur. Det så ud til, at nogle stjerner kunne have omkring solens masse, men kun være på størrelse med en planet.
Disse blev hurtigt døbt "hvide dværge", og i 1930 opdagede den unge indiske astrofysiker Subrahmanyan Chandrasekhar, at de måtte være mindre end omkring halvanden gange solens masse, ellers ville de kollapse. Opdagelsen af neutronen i 1932 førte til ideen om neutronstjerner, mere kompakte end hvide dværge, men selv de har en massegrænse.
I 1939 moderniserede Robert Oppenheimer og hans kolleger Laplace-ideen om at kollapse til sorte huller ved hjælp af Einsteins teori, men i det år brød krigen ud, som berømt afledede hans opmærksomhed.
Sorte huller virkede af ringe interesse og endnu mindre virkelighed, indtil emnet blev genoplivet i 1968 af fysikeren John Wheeler, som havde nogle problemer med at offentliggøre navnet "sort hul", da det blev anset for risikable.
Snart blev der fundet nogle binære stjerner, der så ud til at have meget massive usete ledsagere. Det blev også indset, at de gådefulde og meget fjerne kvasarer kunne forklares ved hjælp af sorte huller. Det ser nu ud til, at de fleste store galakser, inklusive vores, har sorte huller i deres centre.
Bøjningskraft
For et par år siden afbildede Event Horizon Telescope-konsortiet af radioteleskoper vores galakses sorte hul, som bøjer lys og radiobølger på en karakteristisk måde, så dens centrale region ser mørk ud. Selvom sorte huller har den mest bøjelige kraft, bøjer massesammenbygninger i det dybe rum – inklusive mystisk mørkt stof – også lys. Da lyset fra de fjerne objekter, de forstørrer for os, tog lang tid at komme hertil, startede det sin tur, da universet var ungt. Dette giver os mulighed for at se tilbage i tiden.
Under solformørkelsen den 8. april kan andre stjerner være synlige, men uden at observere og måle deres positioner tidligere, kan seerne muligvis ikke se, at de ikke er, hvor de burde være. Men det er et godt tidspunkt at huske på, at vejen til sorte huller startede for omkring et århundrede siden, med det svagt synlige Merkur – og stjernelys bøjet af solen.
Leveret af The Conversation
Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel. 
Varme artikler
-
Kig op! Jordbærmånen vil lyse klart i aftenKredit:CC0 Public Domain Sørg for at kigge op fra dine telefoner i et par minutter i aften for at se Strawberry Moon, som vil være synlig fra solnedgang til solopgang. Selvom månen officielt var -
Supermassive sorte huller styrer stjernedannelsen i store galakserDenne kunstners koncept skildrer et supermassivt sort hul i midten af en galakse. Den blå farve repræsenterer her stråling, der strømmer ud fra materiale meget tæt på det sorte hul. Den grålige stru -
Mars orbiter søger fremtidige landingsstederNASAs Mars Reconnaissance Orbiter har observeret Mars siden 2006, gør det muligt at dokumentere mange typer ændringer, såsom den måde, vindene ændrer udseendet af dette nylige nedslagssted. Kredit:NAS -
Undersøgelse tyder på, at is på månens sydpol kan have mere end én kildeShackleton Crater, hvis gulv er permanent skygget for solen, ser ud til at være hjemsted for aflejringer af vandis. En ny undersøgelse kaster lys over, hvor gamle disse og andre aflejringer på Månens
- Hvordan reduceret tyngdekraft påvirker astronauters muskler og nerverespons
- Hydrogeler med fintandet molekylærkam kan lave vedvarende glukoseovervågningsimplantater
- Er en gammel havskorpion den største insekt, der nogensinde har levet på Jorden?
- Elektriske fly er på vej:Regionale flyvninger med korte hop kører muligvis på batterier om et par…
- Nye opdagelser af dybhavsdyr garanterer udvidet beskyttelse i costaricanske farvande
- Nanoskala guldpartikler er gode kandidater til levering af lægemidler