Gravitationslinsen vs. Raumkrümmung
 

Weit entfernte Sterne lassen sich über Gravitationslinsen beobachten. Earendel ist mit 900 Mill. Lj Entfernung, der am weitesten entfernte sichtbare Stern, den wir kennen. Wir verdanken dies einer Gravitationslinse, die den Weg des Lichtes krümmt und so das Licht bündelt und verstärkt.

Ist diese Krümmung des Lichtstrahls der Raumkrümmung gleich zu setzen?

Durch die Krümmung kann uns das Licht einer Galaxie über verschiede Wege erreichen und so mehrfach am Himmel erscheinen.

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Eare...022%20entdeckt.

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Die Lichtstrahlen sind zunächst nicht wirklich gekrümmt; sie folgen in der 4-dim. Raumzeit geradestmöglichen Linien, sogenannten Geodäten. Die Krümmung der Lichtstrahlen ist ein Effekt der Projektion dieser Geodäten von der 4-dim. Raumzeit in den 3-dim. Raum.

Die Krümmung der Raumzeit ist also verantwortlich für die Krümmung der Lichtstrahlen, aber es ist nicht die selbe Krümmung.

(Der Brechungsindex in einer Linse ist verantwortlich für die Krümmung der Lichtstrahlen, aber Brechungsindex und Krümmung der Lichtstrahlen sind nicht identisch)

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Ich bin nicht sicher, ob das klar rüber kommt.

Die Krümmung der Raumzeit ist verantwortlich für die sog. geodätische Abweichung.

Die Gravitationslinse hingegen verhält sich wie ein Bierglas. Wenn ich exakt dahinter einen kleinen Gegenstand positioniere, sehe ich ihn doppelt.

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Diese Formulierung finde ich ebenfalls nicht wirklich zielführend, siehe Fachtliteratur.

In ersten Abschnitt dieses WP-Artikels: https://de.wikipedia.org/wiki/Deviationsgleichung wird es ganz gut beschrieben. Man sollte hier tatsächlich etwas weiter ausholen.

Prost :D .

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Wenn ich es richtig verstanden habe ist dies die kürzeste Verbindung zweier Punkte im Raum und das ist für uns eine Gerade. Und dennoch kann diese Gerade in der 4-dim. Raumzeit gekrümmt sein.

Bildet dann das Bierglas nicht mehrere Brennpunkte aus?

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Genau.

Man muss halt definieren, was man unter "gerade" versteht. Ganz allgemein sind Geodäten eigentlich "gerade". Die Raumzeit ist oftmals gekrümmt und deshalb erscheinen uns dann eigentlich "gerade" Linien, wie Planetenbahnen, als "gekrümmt".

So etwas gibt es ja: https://de.wikipedia.org/wiki/Einsteinkreuz

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Ich weiß nicht, ob das die Frage ist, aber: Diese Krümmung entsteht aus der Krümmung der Raumzeit, nicht nur des Raumes.
Raumkrümmung wäre die Krümmung einer Geodäte des Raumes. "Raum" sind alle Ereignisse, die nach einer geeigneten Definition gleichzeitig sind. "Raumkrümmung" gilt also für Geodaten, deren Ereignisse gleichzeitig sind.
Lichtausbreitung braucht Zeit. Die Ereignisse auf einer lichtartigen Geodäten sind nicht gleichzeitig und liegen somit nicht einem solchen Raum. Sie werden also nicht nur von der Raumkrümmung beeinflusst, sondern auch von der Krümmung in den gemischten Raum/Zeit Ebenen.
Wenn man die lichtartige Geodäte in den Raum projiziert, dann ist das Resultat doppelt so stark gekrümmt, wie aus der Raumkrümmung alleine resultieren würde.

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Was ich bei dem Abbild des Einsteinkreuz / Huchras Linse nicht verstehe ist die relative Helliglkit zwischen den vier Lichtflecken des Quasars und der Galaxie, die die Gravitationslinse bildet.

Die Galaxie in der Mitte hat eine Helligkeit von 16,4 mag, umgeben von den vier Lichtflecken des Quasars mit der Helligkeit zwischen 18,7 und 17,4 mag. Bewertet wurde das Licht aller fünf Objekte im V-Band. Da die Helligkeit mit zunehmender mag-Zahl kleiner wird, sollte doch die Galaxie (Gravitationslinse) in der Mitte am hellsten sein, oder?

Warum entstehen vier Lichtflecken des Quasars und nicht ein Lichtring? Ist dies durch die Form der Galaxie bedingt?

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Bei Galaxien gibt es den Begriff der https://de.wikipedia.org/wiki/Fl%C3%A4chenhelligkeit . Daher sollte der scheinbare Widerspruch eigentlich kommen.

Darüberhinaus gibt es in der Astronomie auch einen Unterschied zwischen visueller und fotografischer Helligkeit, weil das Auge im Allgemeinen eine andere spektrale Empfindlichkeit hat, wie eine Fotoplatte oder ein CCD-Sensor. Die Angaben hier sollten der fotografischen Helligkeit entsprechen.

Das hängt scheinbar mit der genauen Position des Quasars zusammen: https://de.wikipedia.org/wiki/Einsteinring

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Ich bin davon ausgegangen, dass alle beteiligten Objekte gemeinsam mit der gleichen "Fotoplatte", gleich spektrale Empfindlichkeit, gleiche Belichtungszeit, aufgenommen wurden.

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Einsteinkreuz

Mein Eindruck bei der Betrachtung ist, dass die vier Lichtquellen des Quasars heller als die Gravitationslinse (Galaxie) sind.

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Scheinbare_Helligkeit

Der Unterschied zwischen 17,4 und 16,4 sollte etwa Faktor 2 bis 2,5 sein.

Das Objekt in der Mitte sollt mindestens doppelt so hell erscheinen. Aber es ist umgekehrt.

Gerade ein Vergleich Auf der gleichen Aufnahme sollte nicht täuschen.