عدسات الجاذبية والإثراء العلمي - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

الإثراء العلمي عدسات الجاذبية Gravitational Lensesوفي عام 1919 أثبتت مقارنة لضوء نجم قبل كسوف الشمس وفي أثنائه صحة نظرية أينشتاين. فاقترح أينشتاين في عام 1936 ظاهرة عدسة الجاذبية. ولأن الضوء يمكنه أن ينحني بفعل مجالات الجاذبية للأجسام الضخمة، لذا على المراقبين أن يروا النجوم البعيدة صور حلقات خيالية عندما يكون هناك جسم ضخم بين الأرض والجسم المراقب. ولم يشاهد أينشتاين أبدًا مثل هذه الظاهرة، ولكن نظريته في النسبية دعمت إمكانية وجود عدسات الجاذبية هذه. يبين الرسم أدناه كيف أن الضوء القادم من مجرة بعيدة ينحني حول تجمع مجرات قبل أن يصل إلى الأرض.وبينت القياسات أن النجمين يبعد أحدهما عن الآخر 500,000 سنة ضوئية. وبدأ أن النجمين يتذبذبان في السطوع وفي الإيقاع معًا، ولكن المدهش أنه كان للنجمين أطياف متماثلة. فقد ظهرا وكأنهما جسمان مختلفان، ولكن في الحقيقة كان الجسمان عبارة عن جسم واحد.الدليل عندما يكتشف شخص شيئًا ما للمرة الأولى فإن العديد من الاكتشافات الداعمة تعقب ذلك. فمنذ قدم أينشتاين اقتراحاته إلى أن اكتشفت الصورة المزدوجة للنجم البعيد (الكوازار) عام 1979، اكتشفت العديد من عدسات الجاذبية، كما شوهدت كل من حلقات أينشتاين والصور المتعددة. ونتجت حلقات أينشتاين عندما أصبحت عدسة الجاذبية والضوء القادم من الجسم على استقامة واحدة تقريبًا. وتتشكل الصور المتعددة عندما لا تكون عدسة الجاذبية والضوء على استقامة واحدة. وحتى الآن اكتشف أكثر من 50 عدسة جاذبية.وأكدت دراسات أخرى لفلكيين من مختلف أنحاء العالم أنه لا يوجد إلا نجم واحد فقط، انحنى ضوؤه بفعل تجمع من المجرات تسيطر عليها مجرة إهليلجية ضخمة تقع على الخط البصري بين النجم والأرض. فأدرك الفلكيون أنهم شاهدوا صورتين لنجم واحد. وأثرت المجرة كأنها عدسة محدبة ناقصة، تركز الضوء المنحرف بطريقة ما، بحيث تتكون صورتان لجسم واحد. ولكن ما الذي دفعهم إلى الاعتقاد بأن الضوء قد انحنى؟--- SECTION: الجاذبية والضوء --- تذكر الفلكيون أبحاث ألبرت أينشتاين ونظريته النسبية. فقد اقترح أينشتاين أن الضوء ينحني بفعل مجال الجاذبية للأجسام الضخمة. ففي نظرية الفضاء الكلاسيكية المعروفة بالفضاء الإقليدي، ينتقل الضوء في خط مستقيم. واستنادًا إلى أينشتاين فإن الضوء ينحني عندما يمر بجانب الأجسام الضخمة.--- SECTION: التوسع --- 1. استنتج لماذا كان اكتشاف عدسات الجاذبية مهمًا؟ 2. قارن وميز قيم تشابه عدسات الجاذبية والعدسات المحدبة؟ وفيم تختلفان؟2025 - 1447--- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: Untitled Description: A conceptual diagram illustrating gravitational lensing. Light from a distant galaxy (labeled 'Distant Galaxy') travels towards an observer on Earth (labeled 'Observer on Earth'). The light path is shown bending around a massive galaxy cluster (labeled 'Galaxy Cluster (Gravitational Lens)') located between the distant galaxy and the observer. This bending of light creates multiple or distorted images of the distant galaxy for the observer. Arrows indicate the path of light. Context: This diagram visually explains the phenomenon of gravitational lensing, where the gravity of a massive object (galaxy cluster) distorts and magnifies the light from a more distant object, as described in the surrounding text.**IMAGE**: الأشكال الزرقاء صور متعددة للمجرة نفسها ناتجة عن عدسة الجاذبية القادمة من مجرة عنقودية 1654 + 0024 في مركز الصورة. Description: An astronomical image showing a central bright galaxy cluster, identified as '1654 + 0024'. Around this central cluster, several blue, elongated, and curved arcs are visible. These arcs are gravitationally lensed images of a single, more distant galaxy, distorted by the gravitational field of the foreground galaxy cluster. The image is dark, typical of deep-space astronomical photography. Context: This image provides a real-world example of gravitational lensing, showing how the light from a distant galaxy is distorted into multiple arcs by the gravity of an intervening galaxy cluster, confirming the theoretical predictions discussed in the text.