¿Cómo las lentes gravitacionales proporcionan evidencia de la curvatura del espacio-tiempo?

Este es el anillo de Einstein. Es una evidencia bastante espectacular. Este es un caso de lentes gravitacionales fuertes.

Si no hubiera lentes, la galaxia azul que parece un círculo alrededor del objeto central estaría en la misma ubicación que ese objeto como fuente discreta. La galaxia que interviene está curvando el espacio-tiempo en sus proximidades.

Recibimos un anillo porque la fuente, el objeto con lente y el objeto con lente están extremadamente bien alineados. Este es un anillo completo con la imagen de galaxia de fondo envolviendo todo el camino.

La lente gravitacional no es esencialmente diferente de lo que hizo la expedición del eclipse solar Eddington 1919 para confirmar la relatividad general. Midieron cuánto se movía aparentemente la imagen de una estrella porque la luz pasaba cerca del Sol, es decir, el Sol curvaba el espacio-tiempo en su vecindad y la luz seguía la geodésica curva.

La desviación angular depende de la masa y la inversa del parámetro de impacto (aproximación más cercana del rayo de luz a la galaxia que interviene a medida que avanza hacia nuestro telescopio).

La respuesta está en tu pregunta, jaja.

¡Una gran masa, digamos, una galaxia, influirá en la estructura del espacio-tiempo y, por lo tanto, la deformará! Esta deformación doblará la luz que atraviesa ese camino.

Esta imagen muestra una galaxia elíptica, deformando el espacio-tiempo y doblando la luz de una galaxia detrás de ella para que parezca así.

Gran pregunta!

Si. Proporciona evidencia , ya que el efecto, que se demuestra ampliamente a través de nuestras observaciones, está ahí. Las observaciones desde la desviación de la luz de las estrellas alrededor de nuestro sol hasta la deformación distante de la luz debido a los efectos gravitacionales masivos de las galaxias, nos dan una idea del posible estado del universo en su conjunto.

Por lo tanto, los cosmólogos quieren responder a la pregunta: ¿el universo, en su conjunto, está “curvado” de una manera como la que vemos en la lente gravitacional?

Esa respuesta depende de la suma total de la cantidad de materia / energía contenida en nuestro universo.

Curiosamente, la medición de la tasa de expansión de nuestro universo comienza a mostrar que el universo, en su conjunto, es probablemente plano. Pero todo lo que significa … es que el efecto total no es suficiente para predecir un espacio-tiempo curvo para todo el universo.

Primero veamos de qué estamos hablando aquí:

Creo que está claro qué es la lente gravitacional. Veo imágenes muy claras en algunas de las otras respuestas de cómo se ve la lente gravitacional. Es causado por la gravedad que dobla la luz. No creo que sea necesario decir nada más al respecto.

Pero, ¿qué es la curvatura del espacio-tiempo? El espacio-tiempo y la curvatura del espacio-tiempo son parte de un modelo, un modelo que predice lentes gravitacionales.
El hecho de que observemos lentes gravitacionales es evidencia de que la curvatura del modelo de espacio-tiempo es correcta a ese respecto.

Mi respuesta a su pregunta es: la lente gravitacional no proporciona evidencia de la curvatura del espacio-tiempo. “Solo” proporciona evidencia de la curvatura del modelo de espacio-tiempo.