gravitationslinse
Gravitationslinser er betegnelsen for det fænomen, der opstår, når lys afbøjes på grund af tilstedeværelsen af masse. Effekten er en konsekvens af rumtidens krumning og kan beskrives ved hjælp af den generelle relativitetsteori.
Tyngdekraften kan i den generelle relativitetsteori forstås som en krumning af rumtiden, forårsaget af tilstedeværelsen af masse (energi). Eksempelvis giver Solen gennem sin masse anledning til en krumning af rumtiden i dens omegn, og denne krumning bevirker, at planeter bevæger sig i stort set ellipseformede baner rundt om Solen.
Alle partikler, inklusive fotoner (lyspartikler), følger baner, der kan beskrives ved hjælp af den såkaldte geodætligning, der tager højde for rumtidens krumning. Det betyder, at også fotoner kan afbøjes på grund af rumtidens krumning, og det viser sig, at lys fra en bagvedliggende lyskilde kan fokuseres af tilstedeværelsen af masse mellem lyskilde og observatør – deraf navnet gravitationslinse.
I astrofysikken bruges fænomenet i udstrakt grad til at hente information om fordelingen af masse mellem lyskilde og observatør, og der skelnes generelt mellem tre kvalitativt forskellige former for gravitationslinser:
Hvis massen af det stof, der giver anledning til linsefænomenet er tilstrækkeligt stor, kan det give anledning til, at der dannes enten flere separate billeder af det bagvedliggende objekt, eller i særligt symmetriske tilfælde den såkaldte Einsteinring. Eksempler på dette fænomen ses typisk i forbindelse med fjerne galakser hvis lys afbøjes af en galaksehob, der befinder sig mellem galaksen og Jorden. Detaljerede målinger af billedernes positioner kan i mange tilfælde bruges til at opnå viden om linsens masse og facon.
I tilfælde, hvor massen ikke er tilstrækkeligt stor kan man opleve, at de separate billeder er så tætliggende, at de ikke kan adskilles på billeder. I disse tilfælde ses linsefænomenet i stedet som en forstærkning af lyset fra det bagvedliggende objekt. Eksempler på dette fænomen ses for eksempel i vores egen galakse, hvor enten stjerner eller tunge planeter kan forstærke lyset fra bagvedliggende stjerner.
Dette fænomen ses typisk i tilfælde, hvor tyngdefeltet fra linsen ikke er stærkt nok til at forårsage egentlig separation af billeder. I stedet vil man se en forvrængning af formen på bagvedliggende objekter. Dette fænomen bruges i moderne forskning i stor grad til at måle fordelingen af masse over store områder af universet – den såkaldte storskalastruktur.