Gravitationslinsen

Workshop für Sekundarstufe II (ab Kl. 10)

Darum geht's

Vor mehr als 100 Jahren sagte Albert Einstein in seiner allgemeinen Relativitätstheorie den Effekt der Ablenkung von Licht unter dem Einfluss der Schwerkraft einer Massenverteilung voraus. Dieser Effekt ist als Gravitationslinseneffekt bekannt und erzeugt erstaunliche Bilder im Universum.

Die Grundidee besteht darin, Licht auf gekrümmten Wegen zu visualisieren. Die Art und Weise des Phänomens wird nicht nur mit Hilfe erstaunlicher Bilder von den besten Teleskopen vorgestellt, sondern auch dank der Simulationen mit der Geogebra-Software und speziellen Glaslinsen. Wir analysieren insbesondere zwei konkrete Beispiele für Gravitationslinsen.

Wie viele und welche Bilder sind durch den Gravitationslinseneffekt möglich? Welche Form haben diese Bilder? Welche Form muss eine Glaslinse haben, damit sie diese Bilder reproduziert? Dies und vieles mehr erfährt man in diesem Online-Workshop über den Gravitationslinseneffekt.

Viel Spaß!

Die Videos wurden von Silvia Simionato von der Arbeitsgruppe Fachdidaktik der Physik und Astronomie in Zusammenarbeit mit dem Multimediazentrum der Universität Jena erstellt.

Beispiel eines Einsteinrings als Bild, das durch den Gravitationslinseneffekt entsteht. In der Mitte das als "Kosmisches Hufeisen" bezeichnete Gravitationslinsen-Phänomen (Quelle: HST ESA/NASA), links die Punktmassen-Linse in Aktion und rechts eine Geogebra-Simulation (L bezeichnet die Linse und S die Scheibenquelle), beide mit einer Scheibenquelle. Beispiel eines Einsteinrings als Bild, das durch den Gravitationslinseneffekt entsteht. In der Mitte das als "Kosmisches Hufeisen" bezeichnete Gravitationslinsen-Phänomen (Quelle: HST ESA/NASA), links die Punktmassen-Linse in Aktion und rechts eine Geogebra-Simulation (L bezeichnet die Linse und S die Scheibenquelle), beide mit einer Scheibenquelle. Bild: Silvia Simionato

Station 1: Was der Gravitationslinseneffekt ist​

Station 2: Das Beispiel der Punktmassen-Linse und ihre Geogebra-Simulation​

Station 3: Das Beispiel der Plummer-Linse und ihre Geogebra-Simulation​

Station 4: Die Form der "Gravitations"-Glaslinse​

Station 5: Experiment - die Punktmassen-Glaslinse in Aktion​

Station 6: Experiment - die Plummer-Glaslinse in Aktion

Zum Schluss

Wir haben viel über den unglaublichen Gravitationslinseneffekt gelernt, sogar durch diesen vereinfachten Ansatz. Natürlich ist das noch nicht alles, und es gibt noch viel mehr zu entdecken, wenn man will. Außerdem wird dieser Effekt immer noch erforscht, und wir werden sicherlich neue Ereignisse entdecken. Lassen Sie sich also von den Wundern des Universums gefangen nehmen.

Fragen?

Ihr habt Fragen zu den Videos oder benötigt weitere Informationen zum Thema Gravitationslinsen? Dann schreibt eine E-Mail an: silvia.simionato@uni-jena.de

Das Hubble Ultra Deep Field (Quelle: HST ESA/NASA), gesehen durch die Punktmassen-Linse (links). Die durch eine Gravitationslinse abgebildete Gruppe von Galaxien, genannt "Cheshire Cat" (rechts, Quelle: NASA/STScI). Das Hubble Ultra Deep Field (Quelle: HST ESA/NASA), gesehen durch die Punktmassen-Linse (links). Die durch eine Gravitationslinse abgebildete Gruppe von Galaxien, genannt "Cheshire Cat" (rechts, Quelle: NASA/STScI). Bild: Silvia Simionato