WAT IS ZWAARTEKRACHTLENSING?

Send

Zwaartekracht is iets grappigs.

Iedereen kent hier de praktische toepassingen van zwaartekracht. Al is het niet alleen door blootstelling aan Loony Tunes, met een overvloed aan scènes met een door mensen omgezette coyote die door zwaartekrachtversnelling op de grond wordt geslingerd, storten gigantische rotsen naar een plek die onvermijdelijk is gemarkeerd met een X, eerder bezet door een lid van de "accelerati ongelooflijkibilus" familie en binnenkort een grote squishmark met de lichaamsresten van de eerder genoemde Wile E. Coyote.

Ondanks dat het een zeer beperkt begrip heeft, is Gravity een behoorlijk verbazingwekkende kracht, niet alleen voor het decimeren van een oneindig oplevende coyote, maar voor het houden van onze voeten op de grond en onze planeet op precies de juiste plek rond onze zon. De kracht als gevolg van de zwaartekracht heeft een hele zak trucs en reikt over universele afstanden. Maar een van de beste trucs is hoe het werkt als een lens, ver verwijderde objecten voor astronomie.
Dankzij de algemene relativiteitstheorie weten we dat massa de ruimte eromheen buigt. De theorie voorspelde ook zwaartekrachtlensing, een neveneffect van licht dat langs de kromming van ruimte en tijd reist, waarbij licht dat dichtbij een massief object komt, enigszins naar de massa wordt afgebogen.

Het werd voor het eerst waargenomen door Arthur Eddington en Frank Watson Dyson in 1919 tijdens een zonsverduistering. De sterren dicht bij de zon leken enigszins uit positie, wat aantoont dat het licht van de sterren gebogen was, en toonde het voorspelde effect. Dit betekent dat het licht van een ver verwijderd object, zoals een quasar, kan worden afgebogen rond een dichterbijgelegen object, zoals een sterrenstelsel. Dit kan het licht van de quasar in onze richting richten, waardoor het helderder en groter lijkt. Zwaartekrachtlens werkt dus als een soort vergrootglas voor verre objecten, waardoor ze gemakkelijker te observeren zijn.

We kunnen het effect gebruiken om dieper in het heelal te kijken dan anders mogelijk zou zijn met onze conventionele telescopen. In feite werden de verste melkwegstelsels die ooit zijn waargenomen, die slechts een paar honderd miljoen jaar na de oerknal zijn gezien, allemaal ontdekt met behulp van zwaartekrachtlensing. Astronomen gebruiken zwaartekracht-microlensing om planeten rond andere sterren te detecteren. De voorgrondster fungeert als lens voor een achtergrondster. Als de ster oplicht, kun je verdere vervormingen detecteren die aangeven dat er planeten zijn. Zelfs amateurtelescopen zijn gevoelig genoeg om ze te zien en amateurs helpen regelmatig nieuwe planeten te ontdekken. Helaas zijn dit eenmalige gebeurtenissen omdat deze afstemming slechts één keer plaatsvindt.

Er is een speciale situatie die bekend staat als een Einstein-ring, waarbij een verder weg gelegen sterrenstelsel door een nabijgelegen sterrenstelsel wordt vervormd tot een volledige cirkel. Tot op heden zijn er enkele gedeeltelijke ringen gezien, maar er is nog nooit een perfecte Einstein-ring gezien.

Gravitational lensing stelt ons ook in staat om onzichtbare dingen in ons universum te observeren. Donkere materie zendt of absorbeert zelf geen licht, dus we kunnen het niet rechtstreeks waarnemen. We kunnen geen foto maken en zeggen "Hey kijk, donkere materie!". Het heeft echter wel massa en dat betekent dat het zwaartekrachtlenslicht kan veroorzaken dat erachter vandaan komt. Dus we hebben zelfs het effect van gravitationele lensing gebruikt om donkere materie in het heelal in kaart te brengen.

En jij dan? Waar moeten we onze zwaartekrachtlensinspanningen op richten om een betere kijk in het heelal te krijgen? Vertel het ons in de reacties hieronder.