Un magnifique anneau d’Einstein photographié par Hubble

Nous pourrions penser que nous avons assez bien compris la gravité. Si nous laissons tomber une balle par terre, peu de temps après, elle touchera le sol. Mais quelque chose de beaucoup plus profond se produit, et l’image ci-dessous l’illustre parfaitement.

Albert Einstein publiait sa théorie de la relativité générale en 1915, qui est depuis communément acceptée pour décrire la gravité. L’un des principes clés est que l’espace existe non pas en trois dimensions, mais en tant qu’espace-temps à quatre dimensions. Tout ce qui a de l’énergie doit littéralement changer la forme de l’espace-temps, changeant ainsi les effets de la gravité. En vérité, il y a peu de choses qui illustrent cette image mieux que l’anneau d’Einstein. Et justement, un magnifique exemple de ce phénomène a récemment été imagé par le télescope spatial Hubble.

Comme Einstein l’avait montré, l’existence d’un espace-temps courbé par la matière peut se manifester sur la trajectoire des rayons lumineux. On peut donc s’attendre à ce qu’une concentration suffisamment importante de matière agisse sur la lumière provenant d’une étoile ou d’une galaxie. Au milieu de l’image, vous pouvez voir deux lumières brillantes – il s’agit en fait d’un amas de centaines de galaxies appelées SDSS J0146-0929. Il y a tellement de masse dans cette région que la grappe déforme la lumière des objets derrière elle. Car l’anneau rouge n’est pas qu’un simple anneau : c’est aussi une galaxie, mais sa lumière est fortement déformée par la présence de l’énorme amas au premier plan. Lorsque les deux objets sont presque exactement alignés, la lumière forme donc un cercle, appelé un anneau d’Einstein, autour de l’amas de galaxies à l’avant-plan.

Les lentilles gravitationnelles sont aujourd’hui devenues un outil important pour les astronomes. Ceux-ci ont récemment prouvé qu’ils pouvaient mesurer la masse d’une étoile en utilisant la façon dont elle inclinait la lumière des étoiles derrière elle – quelque chose qu’Einstein croyait lui-même impossible. Les lentilles gravitationnelles ont également révélé la plus ancienne galaxie spirale jamais enregistrée. Plus récemment, une galaxie a magnifié une étoile située en arrière-plan de près de 2 000 fois – cette étoile est maintenant l’une des plus éloignées jamais observée.

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