Robert Reischke, Benjamin Stölzner und Hendrik Hildebrandt • 6/2026 • Seite 25 • DPG-MitgliederDurch die Linse betrachtet
Mit dem Gravitationslinseneffekt lässt sich das kosmologische Standardmodell gezielt testen.
Eines der wichtigsten Werkzeuge, um Fragen zur Natur der Gravitation, der Dunklen Materie sowie über die Vergangenheit und Zukunft des Universums zu beantworten, ist der Gravitationslinseneffekt. Dabei lenken Massekonzentrationen die Lichtstrahlen entfernter Quellen ab. Die Analyse dieser Ablenkung für Millionen von Galaxien erlaubt Rückschlüsse, wie sich die Materie im Universum verteilt, und beantwortet so fundamentale Fragen der Physik.
Das kosmologische Standardmodell ist eine der großen Erfolgsgeschichten der modernen Physik. Wenn man annimmt, dass die Allgemeine Relativitätstheorie gilt sowie statistische Isotropie und Homogenität vorliegen, beschreibt es unser Universum über viele Größenskalen hinweg konsistent. Diese reichen von der Entstehung der leichten Elemente nur Minuten nach dem Urknall über den kosmischen Mikrowellenhintergrund bis hin zur Expansionshistorie, die sich zum Beispiel mit Supernovae und der statistischen Verteilung großskaliger Strukturen messen lässt. Immer neue Datensätze haben die Kosmologie in den letzten drei Jahrzehnten zu einer präzisen Wissenschaft weiterentwickelt, die viele alternative kosmologische Modelle ausschließen konnte. Die beobachtende Kosmologie überprüft die Komponenten des Standardmodells mittels neuer Daten und Methoden gründlich. Solche kosmologischen Tests nutzen häufig den Gravitationslinseneffekt, eine Vorhersage der Allgemeinen Relativitätstheorie [2].
Arthur Eddington konnte den Gravitationslinseneffekt 1919 erstmals während einer Sonnenfinsternis nachweisen und so die Vorhersage der Allgemeinen Relativitätstheorie bestätigen, dass die beobachtete Ablenkung etwa dem doppelten Wert der Newtonschen Abschätzung entsprechen sollte. Diesen Unterschied begründet die Allgemeine Relativitätstheorie mit einer räumlichen Krümmung zusätzlich zur zeitlichen. Sechzig Jahre später ließen sich Mehrfachbilder eines Quasars beobachten. (...)
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