Si, comme moi, vous avez utilisé des télescopes pour observer les merveilles de l’univers, alors vous aussi avez peut-être été un peu captivé par le sujet des lentilles gravitationnelles. Pensez-y : n’est-ce pas cool que l’univers même que nous essayons d’explorer nous fournisse réellement des télescopes pour sonder les recoins les plus sombres de l’espace et du temps ?
L’alignement de grands amas de galaxies est le coupable habituel dont la gravité courbe la lumière lointaine pour nous donner les propres télescopes de la nature, mais maintenant le physicien théoricien à temps partiel Viktor T Toth pose la question : « Peut-il y avoir plusieurs lentilles gravitationnelles alignées et peuvent-elles fournir un « pont de communication » pour permettre aux civilisations de communiquer ?
Vous avez peut-être entendu parler d’Albert Einstein. Dans sa théorie de la relativité générale, il décrit comment la présence de matière peut déformer l’espace qui l’entoure. La célèbre analogie consistant à placer une boule de bowling au centre d’une grande feuille de caoutchouc provoque un pendage centré autour de la masse de la boule de bowling. Tout objet roulant devant la balle se retrouverait à traverser un « espace incurvé » et verrait donc sa trajectoire être modifiée. Ce concept est utilisé avec succès par les planificateurs de missions spatiales pour ajuster la trajectoire des vaisseaux spatiaux explorant le système solaire.
Le même concept s’applique à la lumière lorsqu’elle traverse des objets massifs comme les amas de galaxies et constitue le principe de la lentille gravitationnelle. La première preuve de la déviation de la lumière par un objet massif a été réalisée en 1919 par Arthur Eddington et Frank Watson Dyson lors d’une éclipse solaire totale. Les lentilles gravitationnelles sont entrées en scène 60 ans plus tard lorsqu’elles ont été observées pour la première fois en 1979 par Dennis Walsh, Bob Carswell et Ray Weymann à l’aide du télescope de 2,1 m de l’observatoire national de Kitt Peak.
Dans un papier fascinant rédigé par Toth et publié sur le arXiv serveur de préimpression, il explore la possibilité que plusieurs lentilles gravitationnelles puissent fournir une amplification supplémentaire de la lumière pour fournir un pont de communication entre des civilisations distantes.
Dans une lentille gravitationnelle conventionnelle, une grande masse, telle qu’un amas de galaxies, se situe entre un objet plus éloigné et la Terre. Lorsque la lumière se déplace depuis l’objet distant, elle se courbe autour de l’amas de galaxies, fournissant un effet de lentille aux astronomes sur Terre, leur permettant a) d’étudier la répartition de la matière dans l’amas de lentilles mais aussi d’observer un peu l’objet le plus éloigné. plus facilement. Toth propose que, tout comme un télescope conventionnel utilisant plusieurs lentilles, une lentille gravitationnelle multiple pourrait fournir encore plus d’amplification qu’un système unique.
Toth explore des combinaisons de plusieurs lentilles gravitationnelles en utilisant diverses méthodes, mais concentre (désolé) son attention sur un système à deux lentilles (appelé pont de lentilles gravitationnelles), aligné le long de l’axe central du système, mais n’a trouvé aucun avantage ni aucun avantage. amplification supplémentaire du signal par rapport aux résultats d’un système à lentille unique. De plus, des techniques de cartographie photonique ont été appliquées avec le même résultat ; un système à double objectif n’offre aucun avantage par rapport à un système à objectif unique.
L’application de la théorie ondulatoire de la lumière au même système à deux lentilles a révélé les mêmes résultats, mais l’utilisation d’infographies pour effectuer le traçage de rayons (qui ne peut pas être utilisé pour estimer l’amplification) peut aider à mettre en évidence des caractéristiques visuelles que d’autres techniques ne seraient pas en mesure de produire. En utilisant cette approche, il a suggéré qu’un système à deux lentilles produirait deux anneaux d’Einstein concentriques ; cependant, ils seraient très difficiles à détecter dans des scénarios réels.
En résumé donc, un concept fascinant, notamment la possibilité d’utiliser un pont de lentille pour communiquer avec des civilisations lointaines, mais les résultats sont loin d’être prometteurs. Oui, il pourrait bien y avoir des doubles lentilles gravitationnelles, mais comme le montre cet article, il est peu probable que nous soyons en mesure de les détecter pour l’instant et, malheureusement, je soupçonne que l’idée de les utiliser comme téléphone cosmique longue distance restera pour l’instant de la science-fiction. .
Plus d’information:
Viktor T. Toth, Les lentilles gravitationnelles non coplanaires et le « pont de communication », arXiv (2023). DOI : 10.48550/arxiv.2310.15957