Иллюзия скрученного пространства: ученые увидели предсказанный Эйнштейном эффект

Международная команда исследователей впервые зафиксировала визуальные доказательства эффекта "скрученного света", который был теоретически обоснован Альбертом Эйнштейном в его общей теории относительности около века назад. Информацию об этом значимом астрофизическом прорыве опубликовал научный журнал Nature Astronomy.

Феномен гравитационной иллюзии проявляется, когда массивные космические объекты настолько сильно искривляют пространство-время вокруг себя, что свет, проходящий вблизи, начинает распространяться по сложным скрученным траекториям. Подобные искажения создают уникальные оптические эффекты, которые раньше можно было рассчитать лишь теоретически, однако сейчас ученые смогли их непосредственно наблюдать.

Для обнаружения этого тонкого эффекта астрофизики использовали комбинацию из нескольких мощнейших телескопов, включая космический телескоп Джеймса Уэбба и наземные радиотелескопы системы Very Long Baseline Array. Ключевой частью исследования стало длительное наблюдение за сверхмассивной черной дырой, расположенной в центре далекой галактики, которая действует как гравитационная линза для света квазара, находящегося за ней.

Особенность открытия заключается в детектировании особого поляризационного паттерна света, который меняется именно так, как предсказывал Эйнштейн. Руководитель исследовательской группы профессор Хайде Камински поясняет: "Свет, проходящий через искривленное пространство-время, не просто меняет направление, но также приобретает специфическую поляризацию, своего рода "закрученность", которую мы теперь можем измерить с высокой точностью".

Полученные данные не только в очередной раз подтверждают общую теорию относительности, но и открывают новые перспективы для изучения экзотических астрофизических объектов. Этот эффект может служить дополнительным инструментом для измерения массы и вращения черных дыр, а также для исследования свойств темной материи.

Эффект гравитационного скручивания света особенно заметен вблизи объектов с экстремальной плотностью массы – черных дыр и нейтронных звезд. Теперь, когда ученые научились его регистрировать, появилась возможность использовать эти измерения как своеобразный "гравитационный спектрометр" для анализа пространства-времени в экстремальных условиях.

Доктор Елена Маркова, соавтор исследования, отмечает, что подтверждение данного эффекта стало возможным благодаря новейшим технологиям обработки сигналов и данных.

"Мы разработали специальные алгоритмы, позволяющие выделить крошечные изменения в поляризации света на фоне множества других астрофизических явлений. Это результат кропотливой работы большой международной команды на протяжении почти десятилетия", – пояснила она.

Интересно, что первоначально Эйнштейн считал экспериментальное подтверждение этого эффекта маловероятным из-за его слабой интенсивности. Однако развитие технологий в XXI веке значительно превзошло ожидания гениального физика. Современные методы наблюдений позволяют детектировать гравитационные возмущения пространства-времени с беспрецедентной точностью.