La Croix d'Einstein
       

       
         
         

Yannick

      Vous devez sûrement connaître cette illusion qui porte votre nom! Dans la Croix d'Einstein on aperçoit la galaxie (au centre) et ladite étoile dont l'image a été déviée afin de nous faire voir quadruplé! Ma question est la suivante: puisque la galaxie courbe l'espace tout autour d'elle, pourquoi la déviation des photons provenant de l'étoile n'est que sur 4 points par rapport à nous? Ne devrions-nous pas apercevoir un cercle lumineux tout autour de la galaxie au lieu de 4 points?

Merci à l'avance.
Yannick

 

       
         

Albert Einstein

      Bonjour Yannick,

vous voulez sans doute parler des lentilles gravitationnelles, ou encore mirages gravitationnels. Il s'agit en fait d'une des belles prédictions de la relativité générale. Je dois tout de même ici vous rappeler que ce que vous appelez la «Croix d'Einstein», ne sera observée pour la première fois qu'en 1979 (selon mes informateurs chez Dialogus). Donc, personnellement, même si les mirages gravitationnels sont une des prédictions de ma théorie, c'est bien la première fois que j'entends parler de «Croix d'Einstein».

Ainsi que le stipule la théorie de la relativité, la déviation de la lumière (B) obéit à la relation suivante : 

B = 4 G M / rc 2

avec

2GM / c² : le rayon de Schwarzschild

r : le paramètre d'impact ou le rayon projeté à partir du centre de masse de la lentille.

Le principe d'une lentille gravitationnelle est le suivant : en observant certaines galaxies ou certains quasars, on assiste quelquefois à de curieux effets optiques : leur image est dédoublée, triplée ou même quintuplée à quelques secondes d'arc de distance. Ces images multiples sont en tous points en parfaites corrélations, offrant entre elles un même décalage spectral, le même dédoublement des raies, les mêmes courbes de luminosité, etc, au facteur d'intensité près. Cela confirme l'existence d'une masse déformante quelque part au centre du champ, entre l'objet et la Terre. 

En 1935, j'avais déjà prédit que si une galaxie se situait juste derrière un point massif, elle se présenterait sous la forme d'un anneau, dont le rayon vaudrait en seconde d'arc :



avec 

M : la masse de la lentille gravitationnelle déflectrice
DLS : la distance lentille-source
DL : la distance observateur-lentille
DS : la distance observateur-source


Si la lentille gravitationnelle est elliptique ou non circulaire symétriquement, la symétrie de l'anneau sera brisée en deux ou plusieurs arcs. Pour une galaxie de 1012 Ms, les images multiples sont séparées d'environ 3". Pour des amas de galaxies de 1014 Ms, la séparation peut dépasser la minute d'arc.

Voici l'image de lentilles gravitationnelles d'une rare beauté. Elles se situent dans l'amas de galaxies Abell 2218+120 (ou Abell 2218b). Vous remarquerez ici la présence d'arcs de cercle, un peu comme vous le mentionnez.




Et voici une image de ce que vous appelez «Croix d'Einstein»




La «croix» est constituée de cinq images d'un seul objet distant. Cette galaxie de 15e magnitude présente un redshift Z=0,0394 et Z=1,695, preuve qu'elle est bien constituée de deux objets situés à des distances différentes. 

Albert Einstein