Gravitationslinsen

Die längsten Fernrohre der Welt befinden sich nicht auf unserer Erde, sondern im Universum. Niemand hat sie gebaut, sie existieren einfach auf Grund der Naturgesetze. Die Rede ist von den Gravitationslinsen, die sich in jüngster Zeit zu einem speziellen Forschungsgebiet entwickelt haben.

Als Linsen wirken dabei massereiche astronomische Objekte, wie zum Beispiel eine Galaxie oder eine ganze Gruppe von Galaxien. Durch ihre Gravitation lenken sie die elektromagnetischen Wellen von räumlich hinten ihnen stehenden Objekten ab und erzielen eine ähnlich bündelnde Wirkung auf Lichtstrahlen wie eine herkömmliche Glaslinse . Mit anderen Worten: Durch die Schwerewirkung kosmischer Massen werden Lichtstrahlen dahinter stehender Objekte „fokussiert“.

Gravitationslinse — Prinzipdarstellung


Simulation des Gravitationslinseneffekts

Quelle: Wkipedia

Das kann dazu führen, dass man das eigentliche Objekt in einer anderen Position sieht als seiner tatsächlichen, in bestimmten Fällen entstehen aber auch mehrere Bilder desselben Objekts. Dass diese erstaunliche Art kosmischer Linsen überhaupt existiert, beruht auf der von Einstein entdeckten Krümmung des Raums in der Nähe massereicher Objekte.

Gravitationslinsen kennt man seit 1979. Damals wurde der Doppelquasar Q0957 + 561 im Sternbild Großer Bär entdeckt. Es handelte sich um dasselbe Objekt, das auf Grund eines Gravitationslinseneffektes am Himmel zweimal nachgewiesen werden konnte. Inzwischen kennen wir sogar zahlreiche „Einstein-Ringe“. Das sind gleichsam unendlich viele Bilder einer kosmischen Lichtquelle, die ein ringförmiges Gesamtbild ergeben. Das Phänomen der Gravitationslinsen wird vielfältig für die Forschung genutzt. Fernste Objekte wurden dadurch zugänglich.

Weit entfernte Galaxien erscheinen als Kreisabschnitte

Quelle: Wikipedia

Ebenso sind aber auch Massenbestimmungen der jeweiligen Gravitationslinse selbst möglich inklusive des Anteils der Dunklen Materie, weil diese ja am Linseneffekt beteiligt ist.

Auch bei der Bestimmung der Materiedichte im Universum oder des Hubble-Parameters, ja sogar bei der Suche nach Exoplaneten erweisen sich Gravitationslinsen als ein universelles Werkzeug der Astrophysik.