ისლანდიის კუნძულის სანაპიროზე მყოფ ადამიანებს უჩვეულო სურათი წარუდგათ თვალწინ: ოკეანეში მცურავ გემს თან მოჰყვებოდა მის თავზე ცაში თავდაყირა დაკიდებული მეორე ხომალდი. მათი ანძები და კიჩოები ერთმანეთს ერწყმოდა. ყირამალა მოლივლივე ხომალდი ნელ-ნელა სულ უფრო ბუნდოვან კონტურებს იღებდა და ბოლოს გაუჩინარდა, თითქოს გიგანტურმა საშლელმა წაშალა. ამ არაჩვეულებრივი სანახაობის შემყურეთ გაოცების შეძახილები აღმოხდათ.
ეს იყო მირაჟი, უფრო სწორად, მისი ერთ-ერთი სახეობა – ფატა მორგანა. ჰაერში დაკიდებული გემი იყო ნამდვილი ხომალდის ანარეკლი, სარკის როლს კი აქ ატმოსფერო ასრულებდა. საუკუნეების განმავლობაში მირაჟის მრავალფეროვანი, ამოუცნობი ბუნება, მისი მისტიკური სურათი ხან შიშს გვრიდა ადამიანებს, ხან კი ფუჭ იმედებს უსახავდა: უდაბნოში სიმშრალით გატანჯულ მოგზაურებს წყალს ალანდებდა, მყარ ნიადაგს მონატრებულ მეზღვაურებს – მიწას. მას აჩრდილებს და სულებს უკავშირებდნენ, რაც სხვადასხვა ლეგენდებს და მითებს ბადებდა. ერთ-ერთი ასეთი ლეგენდაა „მფრინავ ჰოლანდიელზე” – დაღუპული მეზღვაურის სულზე, რომელიც ჩადენილი დანაშაულის გამო განწირული იყო მარადიული მოგზაურობისთვის.
მოგვიანებით ამ „მისტიკურ” მოვლენასაც მოეძებნა ახსნა. მირაჟი არის ოპტიკური ილუზია ატმოსფეროში, რომელსაც იწვევს ჰაერში სინათლის სხივის გარდატეხა – როგორც ეს ხდება ლინზაში. ამ დროს იქმნება რეალური საგნის გამოსახულება. სხვადასხვა სახეობის მირაჟი არსებობს – ბუნება, როგორც საუკეთესო ილუზიონისტი, თავისი ოსტატობის დემონსტრირებას ახდენს. მართალია, მოვლენის ფიზიკურმა ახსნამ მას მისტიკური შინაარსი დააკარგვინა, მაგრამ ვერანაირად ვერ დააკნინა მისი სილამაზე და შთაბეჭდილების მოხდენის უნარი. „მფრინავი თეფშებიც”, როგორც წესი, ოპტიკური ილუზიაა.
ანალოგიური მირაჟები, არანაკლებ შთამბეჭდავი და მომაჯადოებელი, იქმნება კოსმოსშიც. თუ შორეულ კვაზარსა და ჩვენ შორის აღმოჩნდება გალაქტიკა, ჩვენ შეიძლება დავინახოთ ერთის ნაცვლად ორი ან რამდენიმე მნათი წერტილი – „ფანტომი” კვაზარები. გარდა ამისა, ზოგჯერ გალაქტიკები იღებენ უცნაურ, რკალისებურ ფორმას, რაც ასევე ილუზიაა. ამ შემთხვევაში ეს მოვლენა არ არის ატმოსფეროსთან დაკავშირებული. მისი შემოქმედია გრავიტაცია – სამყაროს გიგანტური სიურრეალისტი მხატვარი. ან იმპრესიონისტი – ვის როგორც მოეწონება.
მასიური სხეულები იზიდავენ არა მარტო ნივთიერებებს, არამედ სინათლის სხივსაც. ეს იყო ალბერტ აინშტაინის ზოგადი ფარდობითობის თეორიის ერთ-ერთი წინასწარმეტყველება – თეორიის, რომელმაც გადატრიალება მოახდინა ფიზიკაში და ძირეულად შეცვალა ჩვენი წარმოდგენა სივრცესა და დროზე.
ფარდობითობის თეორია ამბობს, რომ სინათლე, რომელიც ჩვეულებრივ სწორხაზოვნად ვრცელდება, მასიური სხეულის გრავიტაციულ ველში გადაიხრება, მისი ტრაექტორია მრუდდება. აქაც შეგვიძლია მოვუხმოთ ანალოგიას გამადიდებელ შუშასთან (თუმცა აქვე უნდა ითქვას, რომ ლინზაში სულ სხვა ფიზიკური პროცესი მიმდინარეობს – ერთი გარემოდან მეორე, განსხვავებულ გარემოში გადასვლა). ამის გამო სინათლის წყაროს (კვაზარს, ვარსკვლავს) ჩვენ ვხედავთ არა იქ, სადაც ის სინამდვილეში იმყოფება, არამედ წანაცვლებულ ადგილას. 1919 წელს მზის დაბნელების დროს ბრიტანელი ასტრონომი არტურ ედინგტონი აკვირდებოდა მზის მახლობლად მყოფ ვარსკვლავს და აღმოაჩინა, რომ მისი მდებარეობა სხვა მნათობების მიმართ განსხვავებული იყო იმასთან შედარებით, როცა ვარსკვლავი არ იმყოფებოდა მზის ახლოს. ამით დადასტურდა აინშტაინის თეორიის ეს წინასწარმეტყველება.
მეცნიერები ვარაუდობდნენ, რომ სინათლის სხივის გამრუდებას გრავიტაციულ ველში უნდა შეეცვალა გალაქტიკების ფორმა და უნდა დაგვენახა მნათობების ორმაგი და მრავალჯერადი გამოსახულებები. ამ მოვლენას ეწოდება გრავიტაციული ლინზირება. 1979 წელს აღმოაჩინეს კიდეც პირველი გრავიტაციული ლინზა: კვაზარის ორმაგი გამოსახულება. ამჟამად უამრავი გრავიტაციული ლინზაა აღმოჩენილი.
გრავიტაციული ლინზირების გამო წყარო ზოგჯერ უფრო კაშკაშაა, ვიდრე იქნებოდა ლინზის გარეშე, როგორც ეს ხდება ხოლმე გამადიდებელ შუშაში. ამ შემთხვევაში ჩვენ ფაქტობრივად გვაქვს გრავიტაციული ტელესკოპი. როგორც წესი, სინათლის წყარო არის ძალზე შორეული ციური სხეული – კვაზარები, რომლებიც მდებარეობენ რამდენიმე მილიონიდან რამდენიმე მილიარდამდე სინათლის წლის მანძილზე. ლინზის როლს კი ასრულებენ გალაქტიკები ან გალაქტიკათა გროვები. რაც უფრო მასიურია გრავიტაციული ლინზა და რაც უფრო ახლოა მასთან წყარო, მით უფრო დიდია გამრუდების და გამრავლების ეფექტი. შეიძლება ითქვას, ჩვენ ვუყურებთ შორეულ კვაზარებს ზეგიგანტური ბუნებრივი ტელესკოპით. ლინზირების საშუალებით აღმოჩენილ იქნა დღეისათვის ყველაზე შორეული გალაქტიკა, 13 მილიარდი სინათლის წლით დაშორებული ჩვენგან, რომელსაც სხვა შემთხვევაში ვერ დავინახავდით ამჟამად არსებულ ყველაზე დიდ ტელესკოპშიც კი.
ჩვენს გალაქტიკაშიც ვლინდება ლინზირების ეფექტი, თუმცა ბევრად უფრო სუსტი – ე.წ. მიკროლინზირება. მისი საშუალებით ხდება სხვა ვარსკვლავების გარშემო მყოფი პლანეტების – ეგზოპლანეტების აღმოჩენა და შესწავლა. აქ, როგორც წყაროს, ასევე ლინზის როლს ასრულებენ ვარსკვლავები. ასტრონომები იმედოვნებენ, რომ მიკროლინზირების ხერხი დაეხმარება მათ დედამიწისხელა პლანეტების აღმოჩენაში.
გრავიტაციული ლინზირების საშუალებით შეგვიძლია შევისწავლოთ არა მარტო სინათლის წყარო, არამედ თავად ლინზაც. ასტრონომიაში უაღრესად დიდი მნიშვნელობა აქვს ციური სხეულების მასების დადგენას, რაც ამავე დროს ძალზე რთული ამოცანაა. სინათლის წყაროს გამრუდებული ან ჯერადი გამოსახულებებით კი შეგვიძლია დავადგინოთ ლინზის მასა.
გრავიტაციული ლინზების განაწილება კოსმოსში საშუალებას მოგვცემს უფრო კარგად შევისწავლოთ ჩვენი სამყარო, უფრო ზუსტად დავადგინოთ მისი ზოგიერთი მახასიათებლები, მაგალითად ე.წ. ჰაბლის მუდმივა – სიჩქარე, რომლითაც სამყარო ფართოვდება დიდი აფეთქების შემდეგ. როგორც ბოლო წლების კვლევებმა აჩვენა, სამყარო, სავარაუდოდ, მუდმივად ფართოვდება და თანაც სულ უფრო სწრაფი ტემპით. ამან წარმოშვა ჰიპოთეზა ფარული ენერგიის არსებობის შესახებ. მის აღსანიშნავად მეცნიერებმა შემოიღეს ე.წ. კოსმოლოგიური მუდმივა – სიდიდე, რომელიც პირველად შემოიტანა აინშტაინმა, შემდგომ კი უარი თქვა მასზე და თავისი „უდიდესი შეცდომა” უწოდა. ასე რომ, აინშტაინის აღიარება, რომ მან შეცდომა დაუშვა, შეცდომა იყო...
კოსმოსური მირაჟი – გრავიტაციული ლინზირება – მიუხედავად იმისა, რომ „ამახინჯებს” ციური სხეულების რეალურ სურათს, გვაძლევს საშუალებას, უკეთ შევისწავლოთ სამყარო და უფრო ღრმად ჩავწვდეთ მის საიდუმლოებებს.
ეს იყო მირაჟი, უფრო სწორად, მისი ერთ-ერთი სახეობა – ფატა მორგანა. ჰაერში დაკიდებული გემი იყო ნამდვილი ხომალდის ანარეკლი, სარკის როლს კი აქ ატმოსფერო ასრულებდა. საუკუნეების განმავლობაში მირაჟის მრავალფეროვანი, ამოუცნობი ბუნება, მისი მისტიკური სურათი ხან შიშს გვრიდა ადამიანებს, ხან კი ფუჭ იმედებს უსახავდა: უდაბნოში სიმშრალით გატანჯულ მოგზაურებს წყალს ალანდებდა, მყარ ნიადაგს მონატრებულ მეზღვაურებს – მიწას. მას აჩრდილებს და სულებს უკავშირებდნენ, რაც სხვადასხვა ლეგენდებს და მითებს ბადებდა. ერთ-ერთი ასეთი ლეგენდაა „მფრინავ ჰოლანდიელზე” – დაღუპული მეზღვაურის სულზე, რომელიც ჩადენილი დანაშაულის გამო განწირული იყო მარადიული მოგზაურობისთვის.
მოგვიანებით ამ „მისტიკურ” მოვლენასაც მოეძებნა ახსნა. მირაჟი არის ოპტიკური ილუზია ატმოსფეროში, რომელსაც იწვევს ჰაერში სინათლის სხივის გარდატეხა – როგორც ეს ხდება ლინზაში. ამ დროს იქმნება რეალური საგნის გამოსახულება. სხვადასხვა სახეობის მირაჟი არსებობს – ბუნება, როგორც საუკეთესო ილუზიონისტი, თავისი ოსტატობის დემონსტრირებას ახდენს. მართალია, მოვლენის ფიზიკურმა ახსნამ მას მისტიკური შინაარსი დააკარგვინა, მაგრამ ვერანაირად ვერ დააკნინა მისი სილამაზე და შთაბეჭდილების მოხდენის უნარი. „მფრინავი თეფშებიც”, როგორც წესი, ოპტიკური ილუზიაა.
ანალოგიური მირაჟები, არანაკლებ შთამბეჭდავი და მომაჯადოებელი, იქმნება კოსმოსშიც. თუ შორეულ კვაზარსა და ჩვენ შორის აღმოჩნდება გალაქტიკა, ჩვენ შეიძლება დავინახოთ ერთის ნაცვლად ორი ან რამდენიმე მნათი წერტილი – „ფანტომი” კვაზარები. გარდა ამისა, ზოგჯერ გალაქტიკები იღებენ უცნაურ, რკალისებურ ფორმას, რაც ასევე ილუზიაა. ამ შემთხვევაში ეს მოვლენა არ არის ატმოსფეროსთან დაკავშირებული. მისი შემოქმედია გრავიტაცია – სამყაროს გიგანტური სიურრეალისტი მხატვარი. ან იმპრესიონისტი – ვის როგორც მოეწონება.
მასიური სხეულები იზიდავენ არა მარტო ნივთიერებებს, არამედ სინათლის სხივსაც. ეს იყო ალბერტ აინშტაინის ზოგადი ფარდობითობის თეორიის ერთ-ერთი წინასწარმეტყველება – თეორიის, რომელმაც გადატრიალება მოახდინა ფიზიკაში და ძირეულად შეცვალა ჩვენი წარმოდგენა სივრცესა და დროზე.
ფარდობითობის თეორია ამბობს, რომ სინათლე, რომელიც ჩვეულებრივ სწორხაზოვნად ვრცელდება, მასიური სხეულის გრავიტაციულ ველში გადაიხრება, მისი ტრაექტორია მრუდდება. აქაც შეგვიძლია მოვუხმოთ ანალოგიას გამადიდებელ შუშასთან (თუმცა აქვე უნდა ითქვას, რომ ლინზაში სულ სხვა ფიზიკური პროცესი მიმდინარეობს – ერთი გარემოდან მეორე, განსხვავებულ გარემოში გადასვლა). ამის გამო სინათლის წყაროს (კვაზარს, ვარსკვლავს) ჩვენ ვხედავთ არა იქ, სადაც ის სინამდვილეში იმყოფება, არამედ წანაცვლებულ ადგილას. 1919 წელს მზის დაბნელების დროს ბრიტანელი ასტრონომი არტურ ედინგტონი აკვირდებოდა მზის მახლობლად მყოფ ვარსკვლავს და აღმოაჩინა, რომ მისი მდებარეობა სხვა მნათობების მიმართ განსხვავებული იყო იმასთან შედარებით, როცა ვარსკვლავი არ იმყოფებოდა მზის ახლოს. ამით დადასტურდა აინშტაინის თეორიის ეს წინასწარმეტყველება.
მეცნიერები ვარაუდობდნენ, რომ სინათლის სხივის გამრუდებას გრავიტაციულ ველში უნდა შეეცვალა გალაქტიკების ფორმა და უნდა დაგვენახა მნათობების ორმაგი და მრავალჯერადი გამოსახულებები. ამ მოვლენას ეწოდება გრავიტაციული ლინზირება. 1979 წელს აღმოაჩინეს კიდეც პირველი გრავიტაციული ლინზა: კვაზარის ორმაგი გამოსახულება. ამჟამად უამრავი გრავიტაციული ლინზაა აღმოჩენილი.
გრავიტაციული ლინზირების გამო წყარო ზოგჯერ უფრო კაშკაშაა, ვიდრე იქნებოდა ლინზის გარეშე, როგორც ეს ხდება ხოლმე გამადიდებელ შუშაში. ამ შემთხვევაში ჩვენ ფაქტობრივად გვაქვს გრავიტაციული ტელესკოპი. როგორც წესი, სინათლის წყარო არის ძალზე შორეული ციური სხეული – კვაზარები, რომლებიც მდებარეობენ რამდენიმე მილიონიდან რამდენიმე მილიარდამდე სინათლის წლის მანძილზე. ლინზის როლს კი ასრულებენ გალაქტიკები ან გალაქტიკათა გროვები. რაც უფრო მასიურია გრავიტაციული ლინზა და რაც უფრო ახლოა მასთან წყარო, მით უფრო დიდია გამრუდების და გამრავლების ეფექტი. შეიძლება ითქვას, ჩვენ ვუყურებთ შორეულ კვაზარებს ზეგიგანტური ბუნებრივი ტელესკოპით. ლინზირების საშუალებით აღმოჩენილ იქნა დღეისათვის ყველაზე შორეული გალაქტიკა, 13 მილიარდი სინათლის წლით დაშორებული ჩვენგან, რომელსაც სხვა შემთხვევაში ვერ დავინახავდით ამჟამად არსებულ ყველაზე დიდ ტელესკოპშიც კი.
ჩვენს გალაქტიკაშიც ვლინდება ლინზირების ეფექტი, თუმცა ბევრად უფრო სუსტი – ე.წ. მიკროლინზირება. მისი საშუალებით ხდება სხვა ვარსკვლავების გარშემო მყოფი პლანეტების – ეგზოპლანეტების აღმოჩენა და შესწავლა. აქ, როგორც წყაროს, ასევე ლინზის როლს ასრულებენ ვარსკვლავები. ასტრონომები იმედოვნებენ, რომ მიკროლინზირების ხერხი დაეხმარება მათ დედამიწისხელა პლანეტების აღმოჩენაში.
გრავიტაციული ლინზირების საშუალებით შეგვიძლია შევისწავლოთ არა მარტო სინათლის წყარო, არამედ თავად ლინზაც. ასტრონომიაში უაღრესად დიდი მნიშვნელობა აქვს ციური სხეულების მასების დადგენას, რაც ამავე დროს ძალზე რთული ამოცანაა. სინათლის წყაროს გამრუდებული ან ჯერადი გამოსახულებებით კი შეგვიძლია დავადგინოთ ლინზის მასა.
გრავიტაციული ლინზების განაწილება კოსმოსში საშუალებას მოგვცემს უფრო კარგად შევისწავლოთ ჩვენი სამყარო, უფრო ზუსტად დავადგინოთ მისი ზოგიერთი მახასიათებლები, მაგალითად ე.წ. ჰაბლის მუდმივა – სიჩქარე, რომლითაც სამყარო ფართოვდება დიდი აფეთქების შემდეგ. როგორც ბოლო წლების კვლევებმა აჩვენა, სამყარო, სავარაუდოდ, მუდმივად ფართოვდება და თანაც სულ უფრო სწრაფი ტემპით. ამან წარმოშვა ჰიპოთეზა ფარული ენერგიის არსებობის შესახებ. მის აღსანიშნავად მეცნიერებმა შემოიღეს ე.წ. კოსმოლოგიური მუდმივა – სიდიდე, რომელიც პირველად შემოიტანა აინშტაინმა, შემდგომ კი უარი თქვა მასზე და თავისი „უდიდესი შეცდომა” უწოდა. ასე რომ, აინშტაინის აღიარება, რომ მან შეცდომა დაუშვა, შეცდომა იყო...
კოსმოსური მირაჟი – გრავიტაციული ლინზირება – მიუხედავად იმისა, რომ „ამახინჯებს” ციური სხეულების რეალურ სურათს, გვაძლევს საშუალებას, უკეთ შევისწავლოთ სამყარო და უფრო ღრმად ჩავწვდეთ მის საიდუმლოებებს.
