Special Edition: Gravitational lensing|Edición especial: Efectos de lentes gravitacionales|Speciale Edition: Lentille Gravitationnelle|Edizione Speciale: lente gravitazionale

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Comic Transcript

Panel 1.
[Dr. Rubin hologram fading away]
Teacher: Thank you, Dr. Rubin.
Alkina: Ms. Iteede…are the rotational speeds of galaxies and galaxy clusters the only evidence of dark matter?

Panel 2.
Teacher: Not at all. Soon after Dr. Rubin’s discovery of galactic rotational velocities, evidence of galactic gravitational lensing was found.
Entoz: Gravitational lensing?
Teacher: Yes, imagine a galaxy lies far behind a galaxy cluster. The light from the distant galaxy is bent by the gravity of the cluster, so we’ll see the distant galaxy off to the sides of the cluster.

Panel 3.
Teacher: Like G2237+0305, the Einstein Cross.

Panel 4.
Teacher: The central bright patch is the closer galaxy and the four lights around it are actually all the same quasar. The quasar is behind the galaxy, its light being bent by the mass of the galaxy. Einstein, and later Zwicky, predicted it, but it wasn’t until 1979 that the first gravitationally lensed object, the Twin Quasar, was discovered.

What does it mean?

Gravitational lensing – The gravitational bending of light due to the gravity of a foreground object.

Einstein Cross – Also known as G2237+0305, is an example of gravitational lensing, where a foreground galaxy has produced four images of the same quasar that lies directly behind the galaxy.

Quasar – An active galaxy where one of the jets is pointed towards, but not directly at, the observer.

Twin Quasar – Also known as QSO 0957+561 A/B, was the first gravitationally lensed object to be discovered (1979) and consists of a double imaged quasar formed by a foreground galaxy’s gravity which is nearly directly inline with QSO 0957+561 B and Earth.

In human speak please!

In principle, all physical objects bend space-time around them. This gravitational distortion causes light to be deflected if it passes near an object. Only very massive objects create large enough distortions for the bending of light to be detected. For example our Sun bends the light of stars behind it such that during solar eclipses the shifted location of the background stars can be measured. This was first observed in 1919 by Sir Arthur Eddington. His findings were the first observational test of Einstein’s Theory of General Relativity, which had predicted that objects bend light via their gravitational warping of space-time. Eddington found that the amount of deflection of the background stars during the eclipse was precisely what had been predicted by General Relativity.

Einstein, Zwicky, and others later realized that not only could an object’s mass warp space-time to deflect the apparent position of background stars and galaxies, but that on large scales galaxies could act as a lens, producing multiple images of and magnifying background galaxies that would otherwise be completely hidden by the foreground galaxy or be too faint to see.

On a clear night, when a friend shines a flashlight at you from across a field you will see it easily. Yet if there was a large boulder directly between you and your friend, you wouldn’t see the flashlight at all. But in the realm of immense gravitational fields, if the rock had a large mass, as is the case of a galaxy in a gravitational lens, then the light could be bent around the “rock.” Depending on the positions of you, the flashlight, and the rock you might see the flashlight, or even multiple images of it, as in the Einstein Cross image.

Multimedia? Yep, we’ve got it right here!

The Hubble image of the Einstein Cross. Source: Hubble Space Telescope

The following is a simulation of an invisible foreground object causing gravitational lensing via Einsteniangema. Credit: David Menéndez.

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¡Un episodio nuevo cada lunes!

Transcripción de Comic

Pánel 1.
[El holograma de la Dra. Rubin se desaparece]
Maestra: Gracias, Dra. Rubin.
Epo: Maestra Iteede… ¿las velocidades de rotación de las galaxias y de los cúmulos de galaxias son la única evidencia de la existencia de la materia oscura?

Pánel 2.
Maestra: Para nada. Después de que la Dra. Rubin descubriera lo de las velocidades de rotación de las galaxias, se encontró evidencia de lentes galácticos gravitacionales.
Entoz: ¿Lentes gravitacionales?
Maestra: Sí, imaginen una galaxia se encuentra justo atrás de un cúmulo de galaxias, pero mucho más lejos de nosotros que el cúmulo. La luz de la galaxia distante va a curvarse debido a la gravedad del cúmulo de galaxias, y veremos a la galaxia distante a los lados del cúmulo.

Pánel 3.
Maestra: Como el caso de G2237+0305, la Cruz de Einstein.

Pánel 4.
Maestra: La parte brillante del centro es la galaxia cercana y las cuatro luces alrededor son el mismo quasar. El quasar está detrás de la galaxia, y su luz se curva por la masa de la galaxia. Einstein y, después, Zwicky lo predijeron, pero no fue hasta 1979 que el primer objeto sujeto al efecto de un lente gravitacional, el Quasar Gemelo, fue descubierto.

¿Qué significa eso?

Lente gravitacional – Se refiere al efecto que ocurre al curvarse la luz de un objeto distante debido a la gravedad de un objeto más cercano.

Cruz de Einstein – Es también conocido como G2237+0305, y es un ejemplo de lente gravitacional donde una galaxia cercana produce cuatro imágenes del mismo quasar que se encuentra justo detrás de la misma.

Quasar – Es una galaxia activa, donde uno de los jets se encuentra dirigido en la dirección general del observador, pero no se encuentra dirigido directamente.

Quasar Gemelo – Es también conocido como QSO 0957+561 A/B, y fue el primer descubrimiento de un objeto sujeto a una lente gravitacional (en 1979). Consiste en la imagen doble de un quasar formada por la gravedad de una galaxia cercana que se encuentra en una línea directa entre QSO 0957+561 A/B y la Tierra.

¡En nuestra lengua por favor!

En general, todos los objetos físicos curvan el espacio-tiempo a su alrededor. Esta distorción gravitatoria causa que la luz sea desviada al pasar cerca de un objeto. Sin embargo, solo los objetos muy masivos pueden crear una distorción lo suficientemente grande para que la curvatura pueda ser detectada. Por ejemplo, la luz de las estrellas que se encuentran atrás de nuestro Sol se curva, y durante los eclipses solares, la desviación de las estrellas de fondo puede ser medida. Esto fue observado en 1919 por Sir Arthur Eddington. Su descubrimiento fue la primera evidencia observacional de la teoría de la relatividad general de Einstein, que predecía que los objetos curvarían la luz debido a la deformación del espacio-tiempo a su alrededor. Eddington encontró que el cambio de posición de las estrellas de fondo durante un eclipse correspondía exactamente al cambio predicho por la teoría de la relatividad general.

Einstein, Zwicky y después otros se dieron cuenta que la masa de un objeto no solamente iba a deformar el espacio-tiempo y causar un cambio en la posición aparente de las galaxias y estrellas de fondo, pero que en la escala de galaxias, la masa podría actuar como una lente, produciendo múltiples imágenes y magnificando galaxias de fondo que de otra forma estarían escondidas por la galaxia cercana, o no serían lo suficientemente brillantes para ser observadas. En una noche despejada, cuando alguien enciende una linterna del otro lado de un campo, la podrías ver con facilidad. Pero si hubiera una gran roca entre tu y la linterna, no podrías ver la. Pero cuando hablamos de campos gravitatorios inmensos, si la roca tuviera una masa enorme, como es el caso de una galaxia que causa una lente gravitacional, entonces la luz se curvaría alrededor de dicha “roca”. Dependiendo de tu posición, la roca y la linterna, podrías ver la linterna o incluso varias imágenes de la misma, como en la Cruz de Einstein.

¿Multimedia? Sí, ¡aquí la tenemos!

Ésta es la imagen de Hubble de la Cruz de Einstein. Referencia: Telescopio Espacial Hubble.

Este video presenta una simulación de un objeto cercano que causa una lente gravitacional, via Einsteniangema. Referencia: David Menéndez.

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Nouvel épisode chaque lundi!

Transcription comique

Panel 1.
[L’hologramme Dr Rubin disparaît]
Professeur: Merci, Dr. Rubin.
Alkina: Mme Iteede … est-ce que les vitesses de rotation des galaxies et des amas de galaxies, sont la seule preuve de l’existence de la matière noire?

Panel 2.
Professeur: Pas du tout. Peu après la découverte de la vitesse de rotation galactique par le Dr Rubin, la preuve de la lentille gravitationnelle galactique a été trouvé.
Koley: lentille gravitationnelle?
Professeur: Oui, imaginez une galaxie se trouvant loin derrière un amas de galaxies. La lumière de la galaxie lointaine est courbée par la gravité de l’amas, donc nous voyons la galaxie lointaine sur les côtés de l’amas.

Panel 3.
Professeur: Comme G2237 0305, la Croix d’Einstein.

Panel 4.
Professeur: Le point central brillant est la plus proche galaxie et les quatre lumières autour d’elle sont en fait tous du même quasar. Le quasar se trouve derrière la galaxie, sa lumière étant courbée par la masse de la galaxie. Einstein, et plus tard Zwicky, l’ont prédit, mais ce n’est pas avant 1979 que le premier objet soumis à l’effet de lentille gravitationnelle, le Quasar Jumeau, a été découvert.

Qu’est ce que cela signifie?

Lentilles (ou mirages) gravitationnelles – L’incurvation de la lumière due à la gravité d’un objet en premier plan.

Croix d’Einstein – Aussi connu sous le nom G2237 0305, est un exemple de lentille gravitationnelle, où une galaxie au premier plan produit quatre images du même quasar qui se trouve directement derrière la galaxie.

Quasar – Une galaxie active où l’un des jets est dirigé indirectement vers l’observateur.

Quasar Jumeau – Aussi connu sous QSO 0957+561 A / B, a été le premier objet découvert par la méthode de la lentille gravitationnelle (1979) et se compose d’une image double d’un quasar, formée par la gravité d’une galaxie au premier plan, qui est presque directement en ligne avec QSO 0957+561 B et la Terre.

En langage courant!

En principe, tout objet matériel courbe l’espace-temps autour de lui. La distorsion gravitationnelle est la cause de la déviation de la lumière si cette dernière passe près de l’objet. Seuls des objets très massifs produisent d’assez grandes distorsions pour qu’une déviation de la lumière puisse être détectée. Par exemple notre Soleil courbe la lumière des étoiles derrière lui de telle sorte que pendant les éclipses solaires le glissement de la position des étoiles de l’arrière-plan peut être mesuré. Ce fut d’abord observé en 1919 par Sir Arthur Eddington. Ses conclusions furent la première validation expérimentale de la théorie d’Einstein sur la relativité générale, qui avait prédit que la déformation gravitationnelle de l’espace-temps des objets célestes courbait la trajectoire de la lumière. Eddington a constaté que la déviation mesurée des étoiles de l’arrière-plan pendant l’éclipse était précisément ce qui avait été prédit par la relativité générale.

Einstein, Zwicky, et d’autres ont réalisé plus tard que non seulement la masse d’un objet pouvait déformer l’espace-temps au point de dévier la position apparente des étoiles et des galaxies situées à l’arrière-plan, mais aussi qu’à grande échelle les galaxies pouvaient agir comme des lentilles, produisant des images multiples et grossissant des galaxies complètement cachées par d’autre galaxies au premier plan, ou de luminosité trop faible, permettant ainsi de les observer.

Par une nuit claire, quand un ami fait briller une lampe de poche à l’autre bout d’un champ vers vous, vous la verrez facilement. Pourtant, s’il y avait un gros rocher directement entre vous et votre ami, vous ne verriez pas du tout la lampe de poche. Mais dans le domaine de l’immense champ gravitationnel, si le rocher avait une grande masse, comme c’est le cas des galaxies, la lumière pourrait se courber autour du rocher. En fonction de votre position, celle de la lampe de poche, et du rocher, vous pourrez peut-être voir la lampe de poche, ou même plusieurs images de celle-ci, comme dans l’image de la Croix d’Einstein.

Multimédia? Nous avons ça ici!

L’image de Hubble de la Croix d’Einstein. Source: le télescope spatial Hubble.

Une simulation d’un objet invisible au premier plan provocant l’effet de lentille gravitationnelle par Einsteniangema. Crédit: David Menéndez.

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Un nuovo episodio ogni Lunedi!

Trascrizione del fumetto

Quadro 1.
[L’ologramma del Dr. Rubin svanisce]
Insegnante: Grazie, Dr. Rubin.
Alkina: Sig.na. Iteede…la velocità di rotazione delle galassie e degli ammassi di galassie è l’unica prova della materia oscura?

Quadro 2.
Insegnante: Niente affatto. Subito dopo la scoperta del Dr. Rubin sulla velocità di rotazione delle galassie, è stato scoperto l’effetto della lente gravitazionale galattica.
Entoz: Lente gravitazionale?
Insegnante: Sì, immaginate che una galassia lontana si trovi dietro un ammasso di galassie. La luce della galassia sarà piegata dalla forza di gravità dovuta all’ammasso, e quindi apparirà come fosse al lato dell’ammasso stesso.

Quadro 3.
Insegnante: Come G2237+0305, la Croce di Einstein.

Quadro 4.
Insegnante: La zona luminosa centrale è la galassia più vicina e le quattro luci attorno ad essa sono in realtà lo stesso quasar. Il quasar è dietro la galassia, e la sua luce è piegata dalla massa della galassia. Einstein, e più tardi Zwicky, ha predetto questo effetto, ma solo nel 1979 è stato scoperto il Quasar Twin (Quasar Gemello), identificato come il primo oggetto a effetto lente gravitazionale.

Cosa significa?

Lente Gravitazionale – La curvatura gravitazionale della luce a causa della gravità di un oggetto in primo piano.

La Croce di Einstein – Conosciuto anche come G2237 0.305, è un esempio di lente gravitazionale, dove una galassia in primo piano ha prodotto quattro immagini del quasar stesso che si trova direttamente dietro di lei.

Quasar – Una galassia attiva, in cui uno dei getti punta nella direzione dell’osservatore.

Quasar Twin (Quasar Gemello) – Anche noto come QSO 0957+561 A/B, è stato il primo oggetto ad effetto lente gravitazionale; scoperto nel1979, consiste nell’immagine di un doppio quasar causata dalla gravità di una galassia in primo piano, che è quasi direttamente in linea con QSO 0.957 561 B e la Terra.

Nella nostra lingua per favore!

In linea di principio, tutti gli oggetti fisici piegano lo spazio-tempo intorno a loro. Questa distorsione gravitazionale causa la devizione della luce che passa vicino a un oggetto. Solo oggetti molto massicci possono creare distorsioni così grandi da permettere una deflessione rivelabile della luce. Per esempio il nostro Sole piega la luce delle stelle che ha dietro al punto tale che durante una eclissi solare è possibile misurare la posizione spostata di queste stelle. Questo effetto è stato osservato per la prima volta nel 1919 da Sir Arthur Eddington. I suoi risultati sono stati la prova osservativa della teoria della Relatività Generale di Einstein , che aveva previsto che gli oggetti potevano piegare la luce a causa della deformazione gravitazionale dello spazio-tempo che provocavano. Eddington rivelò che la deflessione delle stelle di fondo durante l’eclissi era proprio ciò che era stato previsto dalla Relatività Generale.

Più tardi Einstein, Zwicky ed altri si resero conto che non solo la curvatura dello spazio-tempo causata dalla massa di un oggetto poteva deviare la posizione apparente delle stelle di sfondo e delle galassie, ma che su larga scala le galassie potevano agire come una lente, producendo immagini multiple e l’ingrandimento delle galassie che altrimenti sarebbero state completamente nascoste dalla galassia in primo piano o troppo deboli per essere osservate.

In una notte chiara, quando un amico accende una torcia e la punta verso di voi da lontano, attraverso un campo, lo potete vedere facilmente. Ma se ci fosse un grande masso interposto tra voi e il vostro amico non potreste assolutamente vedere la torcia. Nel regno degli immensi campi gravitazionali, se la roccia avesse una massa molto grande, come è il caso di una galassia in una lente gravitazionale, la luce potrebbe essere piegata attorno alla “roccia”. A seconda della posizione vostra, della torcia elettrica e della roccia potreste vedere la torcia elettrica, o addirittura anche immagini multiple, come nel caso della Croce di Einstein.

Multimedia? Certo, l’abbiamo qui!

L’immagine della Croce di Einstein ottenuta con Hubble: Hubble Space Telescope.

La seguente è la simulazione dell’effetto lente gravitazionale di un oggetto invisibile in primo piano ottenuta con Einsteniangema. Credito: David Menéndez.

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