Черни дупки

От собствен опит знаем, че светлината се движи по права линия. Но да допуснем, че гравитационната сила е толкова голяма, че самата тъкан на пространството е изкривена. Тогава самата права линия, която следва светлината, също ще бъде изкривена и светлината ще изглежда изкривена. Силата на гравитацията да изкривява светлината е графична илюстрация на прословутата теория на Айнщайн. В космически мащаб най-екстремалният пример как гравитацията може да изкриви пространството е черната дупка.

Черната дупка е екстремална ситуация, при която пространството е изкривено толкова силно, че нещата не просто се огъват, минавайки оттам, а правят пълен кръг. Самата светлина може да обикаля в орбита около черната дупка. Орбитата й е нестабилна, което означава, че при най-леко отклонение ще падне в черната дупка и никога повече няма да излезе оттам.

Изкривяването на пространството е толкова дълбоко, че светлината е привлечена от черната дупка и не може да се отклони от нея или да излезе от нея. Затова черната дупка е съвсем тъмна тя не може да излъчва или да отразява светлината. Огромната гравитация на една галактика също може да изкриви светлината. Ако галактика преминава между нашата и някоя по-далечна галактика, ще видим изкривен двоен образ. Като космическа леща светлината от по-далечната галактика ще се изкриви около ръба на по-близката.

В Чили само месец след сканиране на небето за този уникален ефект гигантските огледала на VLT са попаднали на находка. През една съдбовна нощ на ноември 1998 г. VLT е уловил тези смайващи картини. Те ясно показват светлинни дъги и множествени образи на далечни галактики. Това е изключително решаващо доказателство, че поне на местно ниво пространството може да бъде изкривено от масивната невидима сила на гравитацията.

Ами цялостната форма? Дали Вселената като цяло е плоска с няколко набраздявания или е огъната в огромна космическа крива? За да открием отговора, трябва да знаем общото количество на гравитацията в цялата Вселена. В Австралия един човек е превърнал това в своя мисия, като се е заел да претегли Вселената. В англо-австралийската обсерватория в Ню Саут Уелс астрономът Брайън Бойл се опитва да претегли Вселената.

Той се опитва да разбере дали има достатъчно материя, а следователно и достатъчно гравитация, която да придърпа Вселената в извита затворена форма. Или материята е толкова малко, че Вселената остава плоска. Той вече е изчислил приблизителното количество материя в собствената ни галактика Млечния път. Ако Брайън Бойл успее да картографира и преброи всички останали галактики, той би могъл да изчисли общата маса на Вселената.

При галактическото изследване гледаме как галактиките си влияят взаимно, като се събират на купове и групи в пространството. Оттам можем да измерим количеството на масата им. Брайън Бойл и екипът му са разработили уникален инструмент, наречен "двуградусово поле", или 2DF, за изследването му на Вселената, най-мащабното изследване, предприемано до момента. Повечето телескопи могат да разглеждат само по един светлинен източник. Но 2DF използва роботизирано позиционирани лазерно насочвани лещи.

Всеки миниатюрен фиброоптичен кабел пренася светлината от цяла галактика. 2DF може да анализира едновременно светлината от 400 различни галактики. Изследването с 2DF създаде огромна триизмерна карта на Вселената. Представете си заключена стая с фантастичен тапет в далечния край. Астрономите можеха само да надзъртат през ключалката, за да видят този тапет. Затова те не можеха да знаят дали виждат някаква типична част от тапета, нито пък колко е голям този тапет.

Сега с 2DF успяхме да отключим вратата и макар че вратата не е широко отворена, поне сме я открехнали, за да можем да проучим този великолепен модел, тази прекрасна структура и материя на Вселената, очертани от галактиките. А това е резултатът от проучването с 2DF триизмерна карта на Вселената, показваща истинското разположение на над 200 000 галактики и даваща възможност на Брайън Бойл да изчисли масата на Вселената.