E8 Lentes gravitacionais

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O elemento central deste modelo é a lente gravitacional, a curvatura da luz ao passar perto de uma massa, confirmada observacionalmente pela primeira vez em 1919.

Essa mesma lente gravitacional é classificada em três tipos de acordo com sua intensidade: uma lente forte, que produz arcos, anéis de Einstein completos e múltiplas imagens da mesma fonte; uma lente fraca, que distorce ligeiramente a forma das fontes de maneira puramente estatística; e uma microlente, que amplifica transitoriamente o brilho de estrelas individuais. A massa da lente e a geometria do alinhamento fazem com que o mesmo fenômeno físico produza esses três efeitos observacionais muito diferentes.

O ângulo de deflexão de Einstein, ou seja, o ângulo em que essa lente gravitacional curva a luz, aumenta com a raiz quadrada tanto da massa que atua como lente quanto da distância envolvida, de modo que uma massa maior ou uma distância maior resulta em uma curvatura maior. Contudo, um anel de Einstein completo ao redor dessa lente só se forma quando a fonte, a própria lente e o observador estão perfeitamente alinhados em uma única linha: esse alinhamento perfeito é uma condição do tipo "tudo ou nada", de modo que qualquer desalinhamento, por menor que seja, faz com que o anel se divida em arcos separados ou múltiplas imagens.

Quando a fonte por trás dessa lente gravitacional é variável, como é o caso de certos núcleos galácticos distantes, as diferentes imagens produzidas pela lente chegam ao observador com um atraso temporal diferente, porque cada imagem percorre um caminho óptico diferente para alcançá-lo. Esse atraso temporal entre as imagens torna possível medir a constante de Hubble, a taxa atual de expansão do universo, de uma maneira completamente independente da tradicional escala de distâncias, e o valor assim obtido agora está em conflito com o valor inferido da radiação cósmica de fundo em micro-ondas. Assim, desde a lente gravitacional com a qual este documento começa até a tensão na medição da taxa de expansão do universo com a qual ele termina, passando por suas três formas de manifestação e pela condição de tudo ou nada que governa a formação de um anel de Einstein completo, a lente gravitacional faz com que a simples deflexão da luz pela gravidade acabe se tornando uma das maneiras mais independentes — e hoje mais discutidas — de medir a própria taxa de expansão do universo.

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