Was ist ein Einsteinring? – Die Frage des Tages

Albert Einstein (1879 bis 1955) hat mit seinen Arbeiten das physikalische Verständnis der Welt verändert. In dem Weltbild, das er in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie entwickelt hat, spielen Massen wie Himmelskörper oder auch winzige Teilchen, die einander anziehen – Fachleute sprechen von Gravitation -, eine zentrale Rolle.

Selbst das Licht kann durch solche Massen abgelenkt werden. Und es kann sogar von extrem massereichen Gebilden im Kosmos, den Schwarzen Löchern, verschluckt werden. Die Zeit ist in Einsteins Theorie keine absolute Größe, sondern abhängig vom Bezugssystem. Bei Himmelskörpern mit einer großen Masse läuft sie langsamer. Bei der Erforschung des Kosmos helfen Astronomen Einstein-Ringe. Was steckt hinter diesem Begriff?

Antwort: Wenn Licht eine Galaxie, also eine große Ansammlung von Sternen, passiert, wird es aufgrund der Gravitation der Massen abgelenkt, das heißt in ihre Richtung gebeugt. Damit wirken diese Massen wie ein Vergrößerungsglas. Fachleute bezeichnen sie als Gravitationslinse. Die Lichtquelle in Gestalt einer weiter entfernten Galaxie wird dadurch verstärkt und kann besser erforscht werden. Die Gravitationslinse ist also ein natürliches Teleskop. Wenn die Lichtquelle, die Linse in Gestalt der ablenkenden Galaxie und der Beobachter genau auf einer Linie liegen, kann der Beobachter einen Einstein-Ring sehen, einen perfekten Kreis aus Licht, das verzerrte und deutlich verstärkte Abbild der entfernten Lichtquelle.

Astronomen können den Linseneffekt auch nutzen, um die Masse der Materie zu bestimmen, die das Licht ablenkt. Dabei kommt nicht nur die sichtbare Masse ins Spiel, sondern auch die rätselhafte Dunkle Materie, die kein Licht aussendet oder verschluckt. Dass es solche unsichtbare Materie gibt, schließen Wissenschaftler aus ihrer Gravitationswirkung. Die am weitesten entfernte Gravitationslinse, die bislang aufgespürt worden ist, ist 9,4 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. Von der Entdeckung berichtete Mitte 2013 eine Gruppe von Forschern um Arjen van der Wel vom Max-Planck-Institut für Astronomie. Ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt, und entspricht etwa neuneinhalb Billionen Kilometern.

Am 23.10.2013 berichtete die Deutsche Presse-Agentur von einer Studie im Fachjournal „Nature“, der zufolge Forscher mit dem Weltraumteleskop „Hubble“ eine Galaxie entdeckten, die weiter von der Erde entfernt ist als alle je zuvor entdeckten, nämlich 13,1 Milliarden Lichtjahre. Dass das Licht 13,1 Milliarden Jahre bis zur Erde brauchte, heißt zugleich, dass die Forscher die Galaxie zu einem vergleichsweise frühen Zeitpunkt nach dem Urknall sehen. Nach heutigem Kenntnisstand ist das Universum vor etwa 13,8 Milliarden Jahren entstanden.

Ein Beitrag unserer/s Leserin/s Samuel Barras aus Recklinghausen in Nordrhein-Westfalen.

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