Mon dernier article : le redshift, la constante et la tension de Hubble, se termine par l'espoir de résoudre la constante de Hubble par un zigzag d'Einstein.
Un zigzag d'Einstein met en œuvre 2 lentilles gravitationnelles. Alors on commence par ces lentilles.
Vous avez tous été témoin d'un mirage ? Un mirage, c'est une image qui se forme réellement mais qui n'existe pas. Ce n'est pas une hallucination, elle peut être photographiée 📷, mais elle n'existe pas.
Le cas le plus courant est l'apparition d'une surface d'eau sur un sol surchauffé (route, désert),
mais il peut arriver d'observer un bateau qui se trouve en fait sous la ligne d'horizon et qui donc ne devrait pas apparaitre. Il peut même arriver d'observer un bateau qui flotte au dessus de l'eau, comme mystérieusement maintenu en lévitation.
Les rayons lumineux, qui normalement se déplacent en ligne droite, sont déviés, courbés par des couches d'air de températures différentes.
Il s'agit d'une simple illusion d'optique.
Une lentille gravitationnelle, c'est un peu la même chose, mais ce ne sont pas des couches d'air à différentes températures, mais bien la gravitation d'objets très massifs qui dévient les rayons lumineux.
Sur cette image ci-dessous, nous voyons qu'un objet massif se trouve devant la galaxie que vous observez. Les rayons lumineux se déplaçant en ligne droite, vous ne devriez pas voir la galaxie au second plan. Mais la gravitation exercée par l'objet du premier plan courbe et dévie les rayons lumineux, faisant malgré tout apparaitre la galaxie. Comme une lentille optique.
Selon la forme de l'objet massif du premier plan (bien circulaire ou patatoïde) et la précision de l'alignement (vous, premier plan et second plan) les effets seront divers et variés.
La cible du second plan, et même d'autres objets proches de la cible, peuvent non seulement apparaitre alors qu'ils sont cachés, mais il peuvent aussi être dupliqués, 2, 3 voire 4 fois et/ ou être déformés.
Amusez-vous à chercher les multiples réplications sur la photo ci-dessous :
Si l'alignement est parfait, on observe alors un anneau d'Einstein, comme sur la photo ci-dessous. L'anneau bleuté n'est qu'en fait qu'un seul et même objet qui se reflète plusieurs fois autour de la lentille, formant un anneau. 🤩
Sur cette animation, on comprend la déformation induite par l'effet de lentille gravitationnelle en fonction de la précision de l’alignement.
Tonton Albert avait prédit les lentilles gravitationnelles, les anneaux d'Einstein et les zigzag d'Einstein dès 1912 ! 😲👍💪👏
La première lentille gravitationnelle est observée en 1979, le premier anneau d'Einstein en 1987 et premier zigzag d'Einstein en... 2024 !
OK, maintenant que les bases sont posées, on peut aborder le zigzag d'Einstein.
Il s'agit d'une configuration tellement rare que l'on en connait qu'une seule à ce jour. Il s'agit d'une lentille gravitationnelle, mais avec non pas 1 seul objet entre vous et la cible, mais 2 ! Et pour que ça fonctionne, il faut que le tout soit parfaitement aligné !
Le chemin optique de la cible (un quasar au 3ème plan) est dévié d'un côté une première fois par l'objet massif du deuxième plan, puis dévié une deuxième fois de l'autre côté par l'objet massif du premier plan, pour enfin vous parvenir.
Du point de vue de l'observateur, le chemin optique effectue donc un zigzag cosmique.
La découverte du premier zigzag d'Einstein étant toute récente (2024) Je n'ai pas trouvé d'infographie qui le décrive, vous devrez faire preuve d'un peu d'imagination. 😆
Cette configuration, pour l'instant unique, permet de contraindre simultanément les paramètres d'énergie constante et d'énergie noire, ce qui n'est autrement pas possible. Ce qui devrait réduire l'incertitude dans la valeur de la constante de Hubble, voire permettre de résoudre à la fois le mystère de l'énergie noire et la tension de Hubble !
Retrouvez mes précédents articles sur la constante et la tension de Hubble, l'énergie noire et la matière noire.
C'est le James Webb Space Telescope qui découvre le premier Einstein zigzag, photo ci-dessous :
On peut y voir le quasar J1721-8842 dupliqué six fois par deux galaxies largement séparées mais parfaitement alignées.
Pour être exact, ce n'est pas le JWST qui a découvert J1721-8842, mais le Panorac-Scope (Pan-STARRS) situé à l'observatoire de Haleakala à Hawaï en 2017. Le quasar n'était alors banalement dupliqué que 4 fois. C'est la sensibilité extrême du JWST qui a révélé les 6 duplications, ce qui permit de comprendre qu'il n'y avait pas 1 mais 2 objets massifs entre le quasar et le télescope.
Michel HAVEZ, Février 2025.
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