الضوء المنحني بالجاذبية: دقة تصل إلى أجزاء من مليار درجة سريع

الأصل: "Light deflection in the gravitational field of a solar system body with finite distance of source and observer for sub-micro-arcsecond astrometry"
· Sven Zschocke
arXiv:2608.15658v1 · 2026-08-16 · CC BY 4.0 · 2 دقيقة
حسب العلماء كيف تحرف جاذبية الأجسام في النظام الشمسي الضوء، لتصبح القياسات المستقبلية أكثر دقة.

شعاع الضوء، عند مروره بجسم ضخم، ينحرف قليلًا عن مساره — مثل تيار الماء الذي يلتف حول حجر في جدول. في النظام الشمسي، هناك العديد من هذه "الأحجار": الكواكب، وأقمارها، والكويكبات. وكل واحد منها بجاذبيته يحني مسار الضوء القادم من النجوم البعيدة.

حسب مؤلفو المقالة هذا الانحراف للحالة التي يكون فيها مصدر الضوء والراصد على مسافة محدودة من الجسم الضخم. الراصد، على سبيل المثال، يقع عند نقطة لاغرانج L2 في نظام الشمس-الأرض (وهي نقطة خاصة في الفضاء حيث يمكن للتلسكوب أن "يعلق" ثابتًا بالنسبة للأرض والشمس). يمكن أن تكون الأجسام بأي شكل، وبأي بنية داخلية ودوران — جاذبيتها توصف بمجموعة كاملة من العزوم متعددة الأقطاب الكتلية والدورانية المتغيرة مع الزمن (وهو وصف رياضي لتوزيع الكتلة والدوران).

انحراف الضوء بالجاذبية هو تأثير تنبأت به النظرية النسبية العامة. قيس لأول مرة في عام 1919 أثناء كسوف الشمس، وكان ذلك انتصارًا لنظرية أينشتاين.

بالنسبة للأجسام المتناظرة محوريًا (تلك التي تبدو متشابهة عند الدوران حول محور)، يُعبر عن الانحراف من خلال كثيرات حدود تشيبيشيف — وهي مجموعة من الدوال الرياضية التي تسمح بوصف العلاقات المعقدة بشكل مضغوط. بفضل هذا، يمكن حساب الانحراف بأي دقة، مع الأخذ في الاعتبار جميع العزوم متعددة الأقطاب.

دقة الحسابات تصل إلى 10 نانوثانية قوسية. هذا مثل ملاحظة أن حافة ورقة قد تحركت بسماكة ذرة عند النظر إليها من مسافة كيلومتر.

لقد تبين أن الانحراف الكلي للضوء — عندما يكون المصدر والراصد على مسافة لا نهائية من الجسم — يمثل الحد الأعلى لأي حالة حقيقية. هذا مثل أن أقصى انحناء لتيار الماء حول حجر يتحقق عندما يكون الحجر في جدول طويل وهادئ بلا نهاية.

هذه الحسابات ضرورية للقياسات الفلكية المستقبلية بدقة تصل إلى أقل من ميكروثانية قوسية. هذه الدقة ستسمح، على سبيل المثال، بتحديد مواقع النجوم بشكل أكثر دقة واختبار القوانين الأساسية للفيزياء.

انحراف الضوء بجاذبية الشمس يبلغ فقط 1,75 ثانية قوسية — وهي الزاوية التي يُرى بها إصبع على مسافة ذراع ممدودة، مقسومة على ألف.

العلماء
Fritz ZwickyBernhard RiemannJoseph WeberKarl SchwarzschildKip ThorneRainer Weiss
المفاهيم
انحراف الضوء تأخير الضوء خط الرؤية العدسة التثاقلية المجال الجاذبي سطوع نصف قطر شمسي بؤرة معامل الاصطدام عدسة ضعيفة مجال الرؤية مسافة كونية تباين سطوع تشتت السرعة رصد فلكي زاوية الرؤية ميل العبور نصف قطر نجمي فوتوسفير