nota bene:  WissenschaftlerInnen bedienen sich bei der Auswertungen & Analyse von Gravitationslinsen Simulationsrechnungen des Ray-Shooting. Dabei schießen wir Lichtstrahlen von uns aus ins All (wie man sich in der Antike "Sehstrahlen" dachte) und schauen, wo sie ankommen. Sie werden schließlich durch unsere Gravitationslinsen (Massen) abgelenkt.

Wir stellen also irgendwo im Weltall einen virtuellen "Schirm" auf und schauen, wo unsere Sehstrahlen auf diesem Schirm landen.

 

Sie landen in kaustischen Linien (links in der Abb.) und daher können wir von den kaustischen Linien der Simulation auf die linsenden Massenansammlungen im Universum schließen.

Aufgabe:    Versuche, die Abb. zu verstehen:

Die Lösung findest Du hier.

Freihand-Experimente

Kaustiken: Hier simulieren wir solche Kaustiken mit dem Fuß eines Weinglases (was das optische Analogon einer Gravitationslinse ist): Auf dem Boden erscheinen die kaustischen Linien (oben im Bild links türkisfarben eingezeichnet) als Linien der Lichtverstärkung bzw. -sammlung.

 

 

Kaustische Linien kannst Du auch in Kaffee-Tassen beobachten oder auf dem Boden eines Swimming-Pools. Sie sind ein (wenig beachtetes) Alltagsphänomen.

Langzeit-Hausaufgabe: Überlege, wo du noch überall kaustische Linien beobachtest und fotografiere sie (z.B. mit deinem Handy).

Schick deine schönsten Kaustik-Bilder gern an uns! Wir freuen uns! :-)

 

 

Hier ein Experiment ...

... mit einer didaktisch konstruierten Glas-"Gravitations"linse, der so genannten Refsdal-Linse für Demonstrationsversuche in Schule und Universität. 

 

 

Auf dem Schirm hinter der der Linse erscheint die Kaustik.

 

Dieses Experiment wurde zus. mit Prof. Dr. K.-H. Lotze (F.-S.-Uni Jena) in dem von mir organisierten und veranstalteten Astronomischen Sommerlager "ASL 2003" (Hobbach) durchgeführt. Die Simulation der Gravitationslinsenkaustik oben ist eine realistisch mit RayShooting berechnete microlensing-Kaustik von einem Stern mit Planet (Doppellinse) von mir (SMH 2004).