Gravitationslinseneffekt Präzisester Test der Relativitätstheorie ausserhalb Milchstrasse

24.6.2018

Ein sogenannter Einsteinring um die Galaxie «ESO 325-G004»
Ein sogenannter Einsteinring um die Galaxie «ESO 325-G004»
ESO, ESA/Hubble, NASA

Einem Astronomenteam ist mit einem Grossteleskop in Chile und dem "Hubble"-Weltraumteleskop der bislang genaueste Test von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie ausserhalb der Milchstrasse gelungen.

Die Messungen der Forscher bestätigten, dass sich die Gravitation auch auf grossen astronomischen Längenskalen wie von der Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt verhält, wie die Europäische Südsternwarte ESO in Garching mitteilte.

Für ihre Forschungen nutzten die Wissenschaftler um Thomas Collett von der Universität Portsmouth in Grossbritannien unter anderem das Very Large Telescope (VLT) der ESO in Chile. Dabei konzentrierten sie sich auf die nahe Galaxie ESO 325-G004 - sie wirkt wie eine sogenannte Gravitationslinse, die das Licht einer fernen Galaxie dahinter verzerrt und einen sogenannten Einsteinring um ihr Zentrum bildet.

Diesen Gravitationslinseneffekt sagt Einsteis Allgemeine Relativitätstheorie voraus - ihr zufolge krümmen massebehaftete Objekte die Raumzeit um sich herum, wodurch das vorbeiziehende Licht abgelenkt wird. Mit einem Instrument am VLT bestimmten die Wissenschaftler zunächst die Masse von ESO 325-G004, indem sie die Bewegung der Sterne in dieser nahen elliptischen Galaxie vermassen.

Weltraumteleskop beobachtet Einsteinring

Mit dem "Hubble"-Weltraumteleskop beobachtete das Astronomenteam zudem den Einsteinring - er entsteht durch das Licht einer fernen Galaxie, das durch die dazwischenliegende Sterneninsel ESO 325-G004 verzerrt wird. Durch die genaue Beobachtung des Rings konnten die Astronomen messen, wie das Licht und damit die Raumzeit durch die riesige Masse von ESO 325-G004 verzerrt wird.

Die Astronomen verfolgten also zwei Ansätze, um die Stärke der Schwerkraft zu messen. Das Ergebnis "war genau das, was die Allgemeine Relativitätstheorie voraussagt, mit einer Unsicherheit von nur neun Prozent", erläuterte Collett. "Dies ist der bisher präziseste Test der Allgemeinen Relativitätstheorie ausserhalb der Milchstrasse."

Kenntnisse über die Langstreckeneigenschaften der Schwerkraft sind laut ESO entscheidend für die Überprüfung unseres kosmologischen Weltbilds. "Das Universum ist schon ein erstaunlicher Ort - es bietet uns Gravitationslinsen, die wir als unsere Labore nutzen können", erklärte Bob Nichol von der Universität Portsmouth. "Es ist hochgradig befriedigend, wenn wir die besten Teleskope der Welt hernehmen, um Einstein herauszufordern, nur um herauszufinden, wie recht er hatte."

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