Gravitationslinse

Gravitationslinse, Materie, die durch die Krümmung des Raumes in ihrem Gravitationsfeld die Richtung des in ihrer Nähe vorbeiziehenden Lichts ändert. Der Effekt ist vergleichbar mit dem einer Linse.

Eine der bemerkenswertesten Vorhersagen von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie ist, dass die Schwerkraft das Licht krümmt. Dieser Effekt wurde erstmals während einer totalen Sonnenfinsternis im Jahr 1919 nachgewiesen, als beobachtet wurde, dass die Positionen der Sterne in der Nähe der Sonne leicht von ihren üblichen Positionen abwichen – ein Effekt, der auf die Anziehungskraft der Sonne zurückzuführen ist, wenn das Licht der Sterne nahe an der Sonne vorbeizieht. In den 1930er Jahren sagte Einstein voraus, dass eine Massenverteilung, z. B. eine Galaxie, wie eine Gravitationslinse“ wirken kann, die nicht nur das Licht krümmt, sondern auch die Bilder von Objekten verzerrt, die sich jenseits der gravitierenden Masse befinden. Wenn sich ein Objekt von der Erde aus gesehen hinter einer massereichen Galaxie befindet, kann das abgelenkte Licht die Erde auf mehr als einem Weg erreichen. Wie eine Linse, die das Licht auf verschiedene Pfade bündelt, kann die Schwerkraft der Galaxie das Objekt gestreckt erscheinen lassen oder so, als käme das Licht von mehreren Objekten und nicht von einem einzigen Objekt. Das Licht des Objekts kann sogar ringförmig verteilt sein. Die erste Gravitationslinse wurde 1979 entdeckt, als zwei Quasare sehr nahe beieinander am Himmel entdeckt wurden, die ähnliche Abstände und Spektren aufwiesen. Bei den beiden Quasaren handelte es sich in Wirklichkeit um dasselbe Objekt, dessen Licht durch den Gravitationseinfluss einer dazwischenliegenden Galaxie auf zwei Pfade aufgeteilt worden war.

Ringe oder deutliche Mehrfachbilder eines Objekts treten auf, wenn die Linse extrem massiv ist; solche Linsen werden als starke Linsen bezeichnet. Oft ist die dazwischenliegende Linse jedoch nur stark genug, um das Hintergrundobjekt leicht zu dehnen; dies wird als schwache Linsenbildung bezeichnet. Durch die Untersuchung der statistischen Eigenschaften der Formen sehr weit entfernter Galaxien und Quasare können die Astronomen die Auswirkungen des schwachen Lensing nutzen, um die Verteilung der dunklen Materie im Universum zu untersuchen.