Gravitationslinsen-Effekt

[SchwarzeMaterie]

Hallo!

Da habe ich mich gerade zu einem interessanten Thema hinreißen lassen, der "Gravilinse"

Hier ist eine Grafik um die es dabei geht.


Mir tut sich bei dieser Darstellung die Frage auf, ob für den Beobachter am Braunen Örtchen eine sichtbare Veränderung des Lichtwegs von der wirklichen Quelle auftritt, oder ob die Gravitation von der störenden Masse dort bereits zu schwach ist um eine sichtbare Störung zu verursachen?

Und wenn nicht, wie weit müsste sich die störende Masse erst aus der Sicht entfernen, damit der Braune Beobachter die wirkliche Quelle an ihrem tatsächlichen Ort sieht?


Oder ist die Gravitation so stark, dass immer eine Störung auftritt, egal wo sie ist?



Netten Gruß

[gravi]

Nette Idee!

Wenn es nur ein, zwei Objekte hinter der Gravitationslinse gäbe, so dürfte der "Braune" nach meiner Ansicht bei genügendem Abstand nichts mehr von der Linse spüren.

Da unser Universum aber isotrop ist, sollte man eigentlich überall "hinter" der großen Masse irgendwelche Objekte finden können (es sei denn, man blickt dummerweise auf einen der großen voids) und die Linsenwirkung damit erkennen können.

Oder liege ich damit falsch?

Gruß
gravi

[SchwarzeMaterie]

Hallo Gravi,

besten Dank!
Hatte mich dazu jetzt auch noch mal eingehender auf den Seiten von Ray eingelesen.

Referenz:
http://www.mpe.mpg.de/~amueller/lexdt_g04.html#gravli
http://www.mpe.mpg.de/~amueller/lexdt_g04.html#grrad

Es heißt ja, "Materie sagt dem Raum wie er sich zu krümmen hat, und der Raum sagt der Materie wie sie sich zu bewegen hat". Da Licht Materie ist, müsste es doch eigentlich auch ununterbrochen unterschiedliche Wege nehmen und es kommt überall zu solchen Phänomen, auch dürften sich ja noch unzählige unentdeckte Objekte da draußen befinden, welche wir nicht sehen können, da sie zur Zeit hinter anderen für uns unerreichbar versteckt liegen.

Kann man das eigentlich noch beantworten, oder ist das nicht mehr möglich, da in solchen Größen keine endgültigen Angaben gemacht werden können? Und wenn doch, welche Objekte könnten wir dort vorfinden, alles mögliche oder nur bestimmte Objekte? Etwas sehr großes schweres dürfte das doch eher nicht sein, da es sich sicherlich auch über das sichtbare Objekt enttarnen würde. Gibt es da eigentlich ein sichtbares Objekt, dass sich irgendwie merkwürdig verhält, wovon man ausgehen kann, dass sich dahinter etwas sehr sehr schweres kompaktes befindet, etwa ein sehr massives SL?



Fragende Grüße

[gravi]

Überwiegend dürfte das Licht nach meiner Einschätzung brav ganz geraden Linien folgen, lieber Thomas.

Selbstverständlich gibt es ab und an große Ansammlungen von Materie, also Galaxien, Galaxienhaufen oder Schwarze Löcher. Überwiegend aber ist der Weltraum "leer" und damit sind die Krümmungen der Raumzeit nur minimal. Licht wird also nur selten "um die Ecke" gezwungen.

Was wir noch durch Gravitationslinsen entdecken können werden überwiegend bislang unbekannte Galaxien sein, die sonst durch davorliegende Objekte verborgen wären. Ich kann mir nicht vorstellen, dass wir hierdurch irgendwelche exotischen, bislang unbekannten Materiezusammenballungen entdecken könnten.

Du musst Dir übrigens darüber im Klaren sein, dass Licht selbst nur absolut verschwindend unbedeutend so gut wie nicht und ultraminimal den Raum krümmen kann. Klar, Licht (Energie) und Materie sind äquivalent, aber rechne Dir mal die Masse eines Lichtstrahls aus (auf der Homepage unter Einsteins Universum - Licht habe ich dazu einen kleinen Rechner installiert) - der wiegt nix! Also Essig mit Raumkrümmungen.

Würde hinter einer Massenansammlung, die eine Gravitationslinse erzeugt, ein sehr massives SL liegen, könnten wir es höchstens dann sehen, wenn es eine Akkretionsscheibe hat. Ansonsten sind Schwarze Löcher eben schwarz



Schönen Gruß
Werner

[SchwarzeMaterie]

Demnach kann man sagen, dass dieser Effekt relativ unbedeutend für irdische Verhältnisse ist? Ich verlaufe mich da jetzt bestimmt wieder in eine falsche Richtung. Aber wie ist denn das überhaupt zu verstehen?

Materie strahlt ja Licht aus, so wie unsere Sonne.
Strahlen wir eigentlich auch oder können wir uns nur dadurch einem anderen erkenntlich zeigen weil wir durch irgendetwas angeregt werden um sichtbar zu werden, was genau passiert denn da eigentlich unmittelbar um ein Objekt das entweder selbst Licht strahlt und bei dem wo die Strahlung aufprallen muss damit es sichtbar wird? Wird Materie von Photonen beschossen und dadurch entsteht eine leuchtende Reaktion, sendet jede Materie Licht aus?

Ich versuche erstmal einen Zusammenhang zu finden.
Hätte dazu auch noch weitere Fragen, warte aber erstmal ab!

[gravi]

Sorry Thomas, ich war einige Zeit nicht zu Hause, gerade zurück und kann daher erst jetzt antworten.

Selbstverständlich strahlen wir auch - manche ganz besonders

Doch im Ernst, das ist schon so. Zunächst aber die Definition von Licht: allgemein versteht man darunter nur das Licht im sichtbaren, optischen Bereich. In der Astronomie aber eher jede Art von elektromagnetischer Strahlung, also angefangen von Radiowellen über Infrarot bis hin zu Röntgen- und Gammastrahlen.

Die Art der Strahlung ist wiederum abhängig von der Temperatur eines Körpers, je kälter er ist, umso energieärmer bzw. langwelliger ist die Strahlung. Kalte interstellare Molekülwolken strahlen im Radiobereich, wir selbst im Infrarotbereich, die Akkretionsscheiben Schwarzer Löcher häufig im Röntgenlicht und in den Sternzentren wird Gammastrahlung emittiert.

Warum das so ist, wieso Körper also von sich aus Photonen emittieren eben der betreffenden Wellenlänge, das gebe ich Dir mal als Hausaufgabe auf

Weshalb wir und gegenseitig sehen können ist wohl noch einfacher: weil wir das Licht der Sonne oder anderer Lichtquellen reflektieren und unsere Augen aus den reflektierten Photonen ein Bild erzeugen können. Im Dunklen ist das dann auch nur schlecht möglich...

Gruß
gravi

[SchwarzeMaterie]

Lieber Gravi, vielen Dank für die Anmerkungen in welchen Zusammenhang Strahlung entsteht und existiert.

Ich werde nun erstmal meine Hausarbeiten machen!


Aber eine Frage sei mir bitte noch gestattet, ja?
Was passiert eigentlich wenn Strahlung von zwei Strahlenquellen aufeinander treffen, kann es passieren, dass sich die Wege der Strahlung dadurch irgendwie stören, so das sie sogar plötzlich unterschiedliche Richtungen verlaufen, als wenn sie nicht aufeinander treffen würden?

Ich versuche mir gerade Vorzustellen, wie das wär, wenn zwei Sonnen nebeneinander Schwingen . Die eine strahlt ja die andere an, die Strahlung trifft sich also mittig. Wird die Strahlung dann schon vorher reflektiert, bevor sie überhaupt bis zur gegenüberliegenden Sonne kommen?
Oder durchbrechen die Strahlen sich sozusagen???

Etwas erstaunt darüber!

Netten Gruß

[gravi]

Lieber Thomas,

lass in diesem Zusammenhang mal das Wort Strahlung weg und ersetze es durch Wellen. Wie gesagt sind Strahlungen aller Art elektromagnetische Wellen.

Ich will jetzt keine Physikstunde über die Wellentheorie abhalten und auch nicht über die Optik, aber Du solltest wissen, dass sich Wellen überlagern können - das nennt man Interferenz. Das kann je nach Phasenverschiebung bis hin zur völligen Auslöschung der Wellen gehen oder sie addieren sich im anderen Extremfall, wodurch ihre Energie verdoppelt wird. Findet sich in jedem Physikbuch...

Wenn Du genau zwischen zwei Sternen stehst, bekommst Du beidseitig heiße Ohren. Insgesamt wirst Du dann von doppelt so viel Photonen getroffen, als wenn es nur ein Stern wäre. Bei zweien ist einfach die Energie doppelt so groß. Und keine Sorge, die "Strahlen" stoßen nicht zusammen. In Fachkreisen sagt man dazu, dass Photonen nicht miteinander wechselwirken.

Gruß
gravi

[SchwarzeMaterie]

Stimmt ja mit dem Überlagern, hab ich total vergessen.
Hatte dazu sogar schon mal was im Bereich Quantenphysik geschrieben, unangenehm peinlich.
Was ich daran nur nicht verstehe, das Photonen gleich Teilchen und Welle ist. Bei dem Begriff Teilchen stelle ich mir immer ein sehr winzigen Krümel vor und wenn es sich bewegt erzeugt es hinter sich eine winzige Störung in der Raumzeit, wodurch eine Welle entsteht. Interpretiere ich das richtig oder liege ich damit jetzt schon wieder komplett falsch?

[Maclane]

Na sagen wir's so: Du liegst nicht richtig.

Licht ist beides gleichzeitig - es hat sowohl Teilchen- als auch Welleneigenschaften. Je nach Messung erhalte ich entweder das eine oder das andere. Das gilt nicht nur für die EM-Strahlung sondern auch für Elektronen, Protonen, Neutronen, Quarks und alles was es sonst noch an Teilchen/Wellen gibt.
Klingt mysteriös und vorstellbar ist es schonmal gar nicht, aber funktioniert ziemlich gut.

Musst dich halt dran gewöhnen, dass sich manche Vorgänge nur mit dem Teilchenbild verstehen lassen und andere nur mit dem Wellenbild.
So als hättest du ein Schüsselbund mit zwei Schlüsseln, welche dir jede Tür öffnen. Funktioniert der eine nicht, probierst du es halt mit dem anderen. Denn naturgemäß passt ja immer nur ein Schlüssel ins Schloss.

Gruss Mac

[BauBraun]

Hallo alle,

@SchwarzeMaterie
- Strahlen wir eigentlich auch

Ich habe mal gelesen dass ein Mensch tatsächlich Licht abgibt, aber eben sehr wenig. Soll wohl vergleichbar sein mit einer Kerze auf dem Mond. Da braucht man schon verdammt gute Augen.

@Gravi / Alle
Mir geht spukt aber schon länger ein Gedanke/eine Frage durch mein Oberstübchen
Wäre es denn vielleicht möglich Himmelskörper wie z.B. Asteroiden als Gravitationslinsen zu nutzen? Klar, deren Gravitaion ist eher bescheiden, aber bei einer Brennweite von z.B. einer AE darf die Ablenkung ja auch gar nicht so groß sein. Ist sowas denkbar?
Also ich stelle mir vor damit schon eine gewisse Linsenwirkung gegenüber Objekten die viele Lichtjahre entfernt sind zu erreichen. Nur, durchrechnen kann ich sowas (noch) nicht. Kann das hier jemand?

Grüße vom BauBraun

[gravi]

@BauBraun:

Licht emittieren Menschen eher wenig - sie reflektieren nur welches von anderen Strahlungsquellen (sonst könnten wir uns ja nicht sehen, was aber manchmal ganz praktisch wäre ).
Menschen sind aber von einer so genannten Aura umgeben, die sich sogar fotografisch wiedergeben lässt. Wie so etwas entsteht und was es zu bedeuten hat weiß ich allerdings nicht, vermutlich ist das so etwas wie eine Aufnahme mit einer Wärmebildkamera. Aber darüber weiß ich nichts.

Die Masse eines Asteroiden ist sicherlich viel zu klein, um ein Gravitationslinsenereignis zu erzeugen. Selbst unsere Sonne ist dazu mit zu wenig Masse ausgestattet.
Solche kleinen Körper können jedoch einen Mikrolinsen- Effekt (microlensing) auslösen, wenn sie vor einem Hintergrundstern vorüberziehen. Beim Vorübergang wird nämlich durch den Linseneffekt die Helligkeit des Sterns um einen kleinen Betrag erhöht.

Durch solche Ereignisse hat man schon Körper im Halo der Milchstraße beobachtet, die vor Hintergrundsternen der Magellanschen Wolken vorbei zogen und die man der Dunklen Materie zurechnet.

Gruß
gravi