Ist es mit Gravitationslinsen möglich, das korrekte Bild der verzerrten Galaxie mathematisch zu berechnen?

In den Nachrichten wurde erneut über Gravitationslinsen berichtet. Wikipedia hat ein gutes Bild eines Beispiels für Gravitationslinsen, das vom Hubble-Weltraumteleskop aufgenommen wurde. Dies bringt mich zu der Frage, ob sie, da sie die Mathematik hinter der Linse verstehen, nicht in der Lage sein sollten, das ursprüngliche Bild der Galaxie hinter der Galaxie, die als Linse fungiert , wiederherzustellen ? Nehmen Sie das Bild und führen Sie es durch ein Computerprogramm, das das Bild unter Verwendung bekannter Parameter der Masse und der Position der Linsengalaxie rekonstruiert.

gravitational-lensing

— Kevin Holmes
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Das wäre theoretisch möglich. In der Praxis sind die Linsenbilder jedoch stark nichtlinear verzerrt und aufgrund der Auflösungsgrenzen häufig bestenfalls auf eine Dicke von wenigen Pixeln beschränkt. Aufgrund der nichtlinearen Transformationen würde dies dazu führen, dass das rekonstruierte Originalbild noch unschärfer wird.

Trotzdem sehe ich keine wirkliche Notwendigkeit, das Originalbild zu rekonstruieren. Sie können die meisten Parameter (wie eine grobe Schätzung der Größe und des Typs der Hintergrundgalaxie) ohnehin aus dem verzerrten Bild abrufen.

— Takku
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"Das wäre theoretisch möglich." - Können Sie es beweisen / eine Referenz geben? Oder mit anderen Worten, wie würde man bei einem gut aufgelösten Bild eines Objekts mit Gravitationslinsen vorgehen, um das Original zu rekonstruieren?

— Alexey Bobrick

Wenn Sie die Masse und Position der Linsengalaxie kennen, können Sie jeden Punkt im verzerrten Bild (zumindest numerisch, wenn nicht analytisch) auf einen Punkt auf dem "wahren" Hintergrundbild zurückbilden (unter Verwendung des GR-Formalismus der Linsenbildung; zum Beispiel - en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_lensing_formalism ). Ich verstehe nicht, warum das theoretisch überhaupt sehr schwierig wäre. In der Praxis wird es schwierig sein, ja.

— Takku

1) Möglicherweise kennen Sie die Verteilung der Linsenmasse nicht (wäre alles noch möglich?). 2) Selbst auf dem berühmten Hubble-Foto sehen Sie, dass ein und dasselbe Objekt möglicherweise zwei Bilder liefert.

— Alexey Bobrick

Die Frage lautet "Verwendung bekannter Parameter für Masse und Position der Linsengalaxie", daher würde ich annehmen, dass die Massenverteilung ebenfalls bekannt ist. Und ein Objekt, das zwei / mehrere Bilder liefert, ist in Ordnung, da es keinen anderen Punkt auf der Quelle gibt, der die Bilder an derselben Stelle erzeugt.

— Takku

Einverstanden mit 1), aber noch nicht mit 2). Betrachten Sie ein kontinuierliches Hintergrundbild wie CMB. Wie wäre das kein Problem?

— Alexey Bobrick

Die Methode dazu heißt Entfaltung . Theoretisch ist es ja möglich, wenn Sie die genaue Verzerrungsfunktion und ein genaues Ergebnisbild kennen - aber in Wirklichkeit ist das Bild, das Sie haben, nicht genau, sodass das Ergebnis der Entfaltung möglicherweise nicht sehr nützlich ist.

— Volker Siegel
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