Lentes Gravitacionais: Um Rico Recurso Didático na Ocasião da Celebração dos 100 Anos do Eclipse de Sobral

Abstract

O efeito de lente gravitacional é uma das consequências mais espectaculares da deflexão da luz pela gravidade, medida pela primeira vez em Sobral e na Ilha de Príncipe em 1919. Apesar de sua grande beleza e das inúmeras aplicações na astrofísica — desde a descoberta de planetas extrassolares até a cosmologia — esse efeito está ausente dos currículos até da graduação em física. Nesta contribuição, abordaremos alguns aspectos de lentes gravitacionais que requerem apenas matemática elementar (i. e. sem cálculo diferencial e integral) para sua compreensão, sendo facilmente acessíveis a alunos de graduação em engenharias, ciências físicas e afins, e até mesmo alunos avançados do ensino médio. Em particular, apresentaremos soluções analíticas simples para imagens de fontes pontuais e para arcos gravitacionais gerados pelo campo gravitacional de objetos compactos e galáxias. Além de serem ilustrações simples e didáticas dos efeitos de lente gravitacional, esses exemplos permitem trabalhar diversos conceitos matemáticos.