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Física Avanzada 1

Lentes Gravitacionales.

En el apartado anterior Eclipses de Sol y relatividad general vimos como la teoría de Eisntein había sido capaz de predecir el comportamiento de la luz de las estrellas al pasar por las cercanias del Sol. Pero una consecuencia aún más espectacular de la teoría de Einstein son las llamadas lentes gravitacionales. El asunto es el mismo (la luz se curva cerca de una masa) pero ahora tenemos una enorme masa (por ejemplo una galaxia como la nuestra, la Vía Láctea, que tiene doscientos mil millones de veces la masa del Sol) que deforma enormemente el espacio-tiempo a su alrededor y desvía enormemente la luz de otras galaxias lejanas. Igual que un vidrio curvado deforma la imagen cuando miramos a través suyo (practicar con una botella, por ejemplo) una lente gravitacional deforma y amplifica la imagen de las galaxias lejanas produciendo imágenes dobles o múltiples, arcos, etc. Y si la galaxia-lente está situada exactamente enfrente de la galaxia de fondo, produce el llamado "anillo de Einstein". Sin embargo Einstein no pudo ver la comprobación observacional de su teoría porque el primer caso de lente gravitacional se descubrió en 1979.

Una de las imágenes más espectaculares de lente gravitacional se ha tomado en 1999 con el telescopio NOT, del Observatorio del Roque de los Muchachos (La Palma). Muestra a una galaxia espiral que parece tener en su parte central cinco condensaciones brillantes (ver figura).

R2237.gif (238427 bytes)
Galaxia-lente gravitacional

En realidad son cuatro imágenes gravitacionales de un cuásar lejano (que no tiene nada que ver con la galaxia espiral) más el propio núcleo de la galaxia. ¿Cómo lo sabemos? Resulta que la luz de las cuatro condensaciones más externas (identificadas como q1 a q4 en la figura) es idéntica una a otra (en el lenguaje de la física diríamos que tienen idéntico espectro), lo que sólo podemos explicar si son efectivamente imágenes de la misma cosa (igual que las imágenes de uno mismo en un laberinto de espejos son idénticas entre sí, pero orientadas de forma diferente, unas las ves a la izquierda, otras a la derecha, etc.).

Este caso tan extraordinario de lente gravitacional se descubrió por casualidad en 1985 y se le llamó "Cruz de Einstein" porque las cuatro imágenes del cuásar forman un cuadrilátero, y también para que recordemos que gracias a Einstein podemos entenderlo.

En esta dirección de Internet hay una animación simulando cómo se produce una imagen de lente gravitacional (imágenes dobles, cuádruples, múltiples, arcos, anillos, etc.): http://www-ra.phys.utas.edu.au/~jlovell/simlens/.