Hard Science Fiction

27. Jan 2022

Gibt es eine höchste Temperatur?

Kälter als -273,15 Grad Celsius (0 Kelvin) kann es nicht werden. Das begründet die Physik damit, dass Temperatur ein Maß für die kinetische Energie von Teilchen ist, also etwas darüber sagt, wie schnell sie sich bewegen. Wenn sämtliche Bewegung aufhört, haben wir das Minimum der Temperaturskala erreicht, das per Definition bei 0 liegt. Aber gibt es auch eine höchste Temperatur? Man könnte das annehmen, weil es ja nicht nur eine minimale Geschwindigkeit (0), sondern auch eine maximale Geschwindigkeit (die Lichtgeschwindigkeit c) gibt. So einfach ist es dann aber doch nicht, weil die Energie massebehafteter Teilchen, die sich c annähern,…

X(3872): Ein geheimnisvolles Teilchen aus der Frühzeit des Universums

Astrophysik

26. Jan 2022

X(3872): Ein geheimnisvolles Teilchen aus der Frühzeit des Universums

Ganz am Anfang des Universums war es noch sehr, sehr heiß. Die Materie bestand damals nicht aus den Teilchen, die wir heute kennen, etwa Protonen oder Neutronen. Wenn es diesen (allgemein Hadronen genannten) Teilchen nämlich zu heiß wird, fangen sie gewissermaßen an zu kochen und zersetzen sich in ihre Bestandteile, wie Wasser zu Dampf wird. Dazu muss es mind 1,7 Billionen Kelvin heiß sein, die sog. Hagedorn-Temperatur. Die Teilchen, die dann in der Suppe, dem Plasma, schwimmen, sind einerseits Quarks, andererseits Gluonen. Die Gluonen sind normalerweise der Klebstoff, der die Quarks in den Hadronen zusammenhält. Im Quark-Gluonen-Plasma jedoch sind…

Wie ein falsches Vakuum zur Zerstörung des Universums führen könnte

Astrophysik

21. Jan 2022

Wie ein falsches Vakuum zur Zerstörung des Universums führen könnte

Als 2012 Physiker des CERN mit Hilfe des Large Hadron Colliders das Higgs-Boson entdeckten, bestätigten sie damit nicht nur den letzten wichtigen Baustein des Standardmodells der Elementarteilchenphysik, der erklärt, wie Teilchen ihre Masse erhalten (durch das Higgs-Feld, durch das sie sich bewegen wie durch eine zähflüssige Masse). Sie maßen dabei auch das Gewicht des Higgs-Teilchens, das bei 125GeV liegt (Giga-Elektronenvolt). Und das ist nicht nur eine Zahl: Es bedeutet, dass sich unser Universum sehr wahrscheinlich in einem metastabilen Zustand befindet, einem Zustand also, der nur auf den ersten Blick stabil ist, sich aber sehr schnell ändern kann. Die Physiker…

Auch Mimas mit Ozean unter der Oberfläche

Enceladus

20. Jan 2022

Auch Mimas mit Ozean unter der Oberfläche

Die Saturnmonde Enceladus und Titan haben einen, ebenso die Jupitermonde Ganymed, Callisto und Europa und der Zwergplanet Pluto: einen flüssigen Ozean unter ihrer eisigen Oberfläche nämlich. Vielleicht trifft das auch auf den Saturmond Mimas zu, wie eine Wissenschaftlerin des Southwest Research Institute vermutet. Dr. Alyssa Rhoden, eine Spezialistin für die Geophysik von Eissatelliten, wollte eigentlich beweisen, dass der winzige, innerste Saturnmond ein gefrorener, träger Satellit ist. Stattdessen fand sie Hinweise darauf, dass der Mond ebenfalls einen flüssigen inneren Ozean besitzt. Eine der grundlegendsten Entdeckungen der letzten 25 Jahre in der Planetenforschung ist, dass Welten mit Ozeanen unter Gesteins- und Eisschichten…

Wie viele Schwarze Löcher gibt es im Universum?

Astrophysik

19. Jan 2022

Wie viele Schwarze Löcher gibt es im Universum?

Eine Menge. Wenn ein Stern schwer genug ist (also nach seiner Supernova noch mindestens 2,5 Sonnenmassen schwer ist), dann kollabiert er weiter, bis sich ein Schwarzes Loch herausbildet. Solche Schwarzen Löcher stellarer Größe bilden sich schon seit geraumer Zeit, und es werden immer mehr. Wie viele sind es schon? Mit dieser faszinierenden Frage hat sich der Doktorand Alex Sicilia unter der Leitung von Prof. Andrea Lapi und Dr. Lumen Boco von der italienischen Hochschule Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati beschäftigt. In einer ersten Veröffentlichung, die soeben im Astrophysical Journal erschienen ist, haben die Autoren die Demografie stellarer schwarzer…

Leben

16. Jan 2022

Die Erde kühlt schneller

Die Erde ist heiß: bis zu 3500 Grad im Mantel, 5000 Grad im äußeren Kern und 6000 im (festen) inneren Kern. Das bringt uns einige Vorteile. Also nicht nur uns, sondern dem ganzen Leben auf der Erde. Da wäre z.B. das Magnetfeld, das durch Eisenströmungen im äußeren Kern geschürt wird und uns vor der kosmischen Strahlung schützt. Aber auch die Plattentektonik, die uns nicht nur Gebirge, Vulkane und Erdbeben beschert, sondern auch die Entstehung komplexer Lebensformen begünstigt hat. Hört sie irgendwann auf, wird die Erosion mit der Zeit alle Höhenunterschiede abtragen, und das Meer wird die Erde zum großen…

Space

13. Jan 2022

Neuer Kandidat für Exomond entdeckt

Fast alle Planeten unseres Sonnensystems – und sogar einige Zwergplaneten – werden von Monden umkreist. In anderen Sternensystemen konnten die Astronomen jedoch noch keinen einzigen Mond definitiv bestätigen. Liegt es daran, dass es dort keine Monde gibt? Gewiss nicht – unsere Beobachtungstechnik ist einfach noch nicht so weit. Ein in Nature Astronomy veröffentlichter Artikel stellt nun aber zumindest einen neuen Kandidaten für einen Exomond vor. Sollte sich der Status als Exomond bestätigen, könnte Kepler-1708 b-i - der 2,6 Mal größer als die Erde ist - ein fehlendes Puzzleteil zum Verständnis der Entstehung und Entwicklung extrasolarer Planetensysteme darstellen. (mehr …)

Wie sieht ein Schwarzes Loch von innen aus?

Astrophysik

11. Jan 2022

Wie sieht ein Schwarzes Loch von innen aus?

Ein Schwarzes Loch ist ein erstaunliches Phänomen. Es ist unsichtbar, weil es nicht einmal Licht entkommen lässt. Trotzdem lässt es sich abbilden. Es konzentriert Masse in einem sehr kleinen Teil des Raums – so klein, dass die herkömmlichen Gesetze der Physik ihre Bedeutung verlieren. Trotzdem kommen die Physiker seinen Geheimnissen immer näher. Eines davon besteht darin, wie ein Schwarzes Loch innen aussieht. Schwarz, das ist klar, ist es dort nicht. Ganz im Gegenteil. Im Inneren konzentrieren sich ja all die Masse und Energie, die dem Ereignishorizont nicht mehr entfliehen können. Könnte man in einem Schwarzen Loch sehen, müsste man…