Die Schwerkraft ist der seltsame, mysteriöse Klebstoff, der das Universum zusammenhält, aber das ist nicht die Grenze seines Reizes. Wir können auch die Art und Weise nutzen, wie es die Raumzeit verzerrt, um entfernte Objekte zu sehen, die sonst viel schwerer zu unterscheiden wären.
Dies wird als Gravitationslinseneffekt bezeichnet, ein von Einstein vorhergesagter Effekt, der in einer neuen Veröffentlichung des Hubble-Weltraumteleskops wunderschön illustriert wird.
In der Mitte des Bildes (unten) befindet sich ein glänzender, nahezu perfekter Ring mit scheinbar vier Lichtpunkten, die entlang ihm aufgereiht sind und zwei weitere Punkte mit einem goldenen Schimmer umgeben.
(ESA/Hubble & NASA, T. Treu; Mit freundlicher Genehmigung: J. Schmidt)
Dies wird Einstein-Ring genannt, und diese hellen Punkte sind nicht sechs Galaxien, sondern drei: die beiden in der Mitte des Rings und ein Quasar dahinter, das Licht verzerrt und vergrößert, wenn es durch das Gravitationsfeld der beiden Vordergrund geht Galaxien.
Da die Massen der beiden Vordergrundgalaxien so hoch sind, verursacht dies eine gravitative Krümmung der Raumzeit um das Paar. Jedes Licht, das dann durch diese Raumzeit wandert, folgt dieser Krümmung und tritt verschmiert und verzerrt – aber auch vergrößert – in unsere Teleskope ein.
Illustration des Gravitationslinseneffekts. (NASA, ESA & L. Stoep)
Dies erweist sich als sehr nützliches Werkzeug, um sowohl die fernen als auch die nahen Bereiche des Universums zu erkunden. Alles mit genügend Masse kann als Gravitationslinse wirken. Das können eine oder zwei Galaxien sein, wie wir hier sehen, oder sogar riesige Galaxienhaufen, die von den vielen Objekten dahinter eine ungeheure Menge an Flackern erzeugen.
Astronomen, die in den tiefen Weltraum blicken, können diese Abstriche und replizierten Bilder rekonstruieren, um die so mit Linsen versehenen fernen Galaxien viel feiner zu sehen. Aber das ist nicht alles, was Gravitationslinsen können. Die Stärke einer Linse hängt von der Krümmung des Gravitationsfeldes ab, die direkt mit der Massekrümmung um sie herum zusammenhängt.
Gravitationslinsen könnten es uns also ermöglichen, Galaxien und Galaxienhaufen zu wiegen, was uns wiederum helfen könnte, Dunkle Materie zu finden und zu kartieren – die mysteriöse, unsichtbare Massenquelle, die zusätzliche Schwerkraft erzeugt, die nicht durch die Dinge im Universum erklärt werden kann, die wir haben . tatsächlich erkennen kann.
Etwas näher an unserem Zuhause könnte uns Gravitationslinsen – oder genauer gesagt Mikrolinsen – helfen, Objekte in der Milchstraße zu finden, die sonst zu dunkel wären, um sie zu sehen, wie zum Beispiel Sternmassen. Schwarze Löcher.
Und es wird kleiner. Astronomen haben es geschafft, bösartige Exoplaneten zu entdecken – solche, die von einem Wirtsstern getrennt sind und kalt und allein durch die Galaxie wandern – anhand der Vergrößerung, die auftritt, wenn solche Exoplaneten zwischen uns und entfernten Sternen vorbeiziehen. Und sie haben sogar Schwerkraft-Mikrolinsen verwendet, um Exoplaneten in anderen Galaxien zu entdecken.
Es ist ziemlich wild, was das Universum auf Lager hat.
Sie können eine Hintergrundversion des obigen Bildes herunterladen auf der ESA-Website.
