Mehr Informationen zu Einstein und seiner Relativitätstheorie finden Sie auf Welt der Physik.
Den Gravitationslinseneffekt erklärt Welt der Physik in seinem Podcast genauer.
Lupen im Weltraum
19. September 2023
Wenn Licht durch eine Linse fällt, ändert es seine Ausbreitungsrichtung – und der Ursprung des Lichts erscheint vergrößert, verschoben oder verzerrt. Typischerweise besteht so eine Linse aus Glas, Kunststoff, oder einem anderen durchsichtigen Material. Sie kann aber auch völlig andere Formen annehmen – zum Beispiel die einer ganzen Galaxie.
Dieser sogenannte Gravitationslinseneffekt folgt aus der Allgemeinen Relativitätstheorie: Schwere Massen, fand Einstein 1915 heraus, verbiegen den Raum – so ähnlich wie ein Kind ein Trampolin verbiegt, wenn es darauf landet. Rollt man nun einen Ball nahe der Delle über das Trampolin, wird er von seinem geraden Weg abkommen und eine Kurve durch die Delle nehmen.
Ähnlich ergeht es Licht, das sich durch den gekrümmten Raum ausbreitet: Es wird in Richtung der Masse gelenkt, die den Raum krümmt. Deshalb sehen wir Lichtquellen wie Sterne oder Galaxien ein wenig verschoben, wenn ein schweres Objekt vor ihnen vorbeizieht.
Ferne Galaxien und Dunkle Planeten finden
Besonders stark ist dieser Effekt bei der Sonne: Sie ist so nah, dass Sterne in ihrer Nähe sich um knapp ein Zweitausendstel Grad am Himmel verschieben. Das ist theoretisch genug, um es mit einem einfachen Teleskop zu erkennen. Die Betonung liegt auf theoretisch: Praktisch ist das Licht der Sonne so hell, dass es die verschobenen Sterne überstrahlt. Erst, als 1919 eine Sonnenfinsternis unser Zentralgestirn verdunkelte, konnten zwei Expeditionen den Gravitationslinseneffekt beweisen – und damit auch die Relativitätstheorie.
Heute nutzen Astronominnen und Astronomen entferntere Linsen. Große Galaxienhaufen können auch weit entfernte Galaxien so stark vergrößern, dass Forschende sie untersuchen können. Dabei taucht die Galaxie bisweilen auf einem Bild mehrfach auf oder erscheint zu einem Kreis verzerrt. Und manche Exoplaneten fungieren als sogenannte Mikrolinsen: Sie verraten sich, indem sie vor einer bekannten Galaxie vorbeiziehen und deren Licht ein wenig verzerren.
