En noviembre de 1915, Albert Einstein publicó su famosa teoría de la relatividad general, que revolucionó la física y cambió nuestra visión del Universo.
Un componente clave de la teoría general de la relatividad es que un objeto masivo, como planetas, estrellas, galaxias o cúmulos de galaxias puede tener consecuencias dramáticas para el "tejido" del Universo, conocido como "espacio-tiempo". En condiciones normales, la luz viaja a través del espacio en línea recta, pero un objeto masivo dobla el espacio-tiempo de tal manera que la luz viaja a lo largo de una trayectoria curva. Por lo tanto, es posible que podamos ver la luz distorsionada de galaxias distantes, que pasan a través de galaxias masivas en el camino hacia la Tierra.
Y, por supuesto, hay muchos ejemplos causados por estos mecanismos, conocidos como "lentes gravitacionales". Estos artefactos se pueden utilizar para aumentar las capacidades de los telescopios más potentes.
En esta imagen, tomada por el Telescopio Espacial Hubble y el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA, el Gato de Cheshire nos mira. De hecho, este cúmulo de galaxias se encuentra a una distancia de 4 mil millones de años luz de la Tierra en la constelación de la Osa Mayor. Parte de la luz de estas galaxias se deformó y curvó en su camino a través del Universo, hasta que llegó a nuestros telescopios.
Este diagrama da una buena idea de cómo funciona una lente gravitacional. La luz que emana de una galaxia distante pasa a través del espacio y rodea a un grupo de galaxias en primer plano. Curiosamente, la masa de cúmulos de galaxias en primer plano tiene un efecto similar para este haz de luz, como una lente de vidrio colocada frente a la llama de una vela. La lente gravitacional le permite mejorar la luz de galaxias distantes, creando una lente natural en el espacio, que de otro modo habría permanecido demasiado tenue para ser vista.
Por supuesto, la alineación de la Tierra, una lente gravitatoria y una galaxia distante no siempre es perfecta. Además, el objeto en el frente de los planetas, como regla, tiene una forma irregular. Estos factores hacen que las galaxias distantes se vean como arcos. La misma galaxia con diferentes lentes gravitacionales puede diseñarse de manera diferente.
Esta imagen, tomada por el Telescopio Espacial Hubble, presenta un grupo de galaxias Abell 370, en las cuales puedes ver varios arcos visibles de luz galáctica. A menudo, para definir dimensiones claras, estos arcos se pueden reconstruir para mostrar cómo se ve la galaxia sin distorsión.
Este es otro cúmulo masivo de galaxias Abell 2218, que está lleno de algunos ejemplos sorprendentes de galaxias con lentes gravitacionales. Estos arcos son luz de galaxias ubicadas 5 a 10 veces más lejos de la Tierra que un grupo de galaxias. Abell 2218 amplifica la débil luz de las galaxias que existió hace más de 13 mil millones de años, menos de mil millones de años después del Big Bang. Estos arcos son realmente artefactos del principio de los tiempos.
Si la alineación es perfecta y el objeto de lente es menos complejo que un grupo de galaxias, entonces puedes ver círculos de luz o herraduras casi perfectos, donde la luz de una galaxia distante se deforma 360 grados alrededor del objeto de lente. Por ejemplo, el paso de un gran agujero negro aislado frente a una galaxia distante podría crear una escena tan dramática.
Como se puede ver en esta sorprendente imagen obtenida por Atakam Large Millimeter / Submillimeter Grid (abreviado: ALMA. Inglés: Atacama Large Millimeter / submillimeter Array), la luz de una galaxia distante formó un círculo completo, llamado “anillo de Einstein”. una antigua galaxia formadora de estrellas llamada SDP.81 y es el mejor ejemplo del anillo de Einstein en la actualidad.
Algunas veces se pueden ver varias imágenes del mismo objeto alrededor de lentes gravitacionales. Se puede observar una antigua supernova en esta increíble imagen, que fue magnificada muchas veces por una enorme galaxia contenida en el cúmulo MACS J1149.6 + 2223, ubicado a 5 mil millones de años luz. La supernova en sí está ubicada a una distancia de otros 4000000000 años luz y se refracta cuatro veces alrededor del objeto de la lente. Tal estructura se conoce como la “Cruz de Einstein”.
