Astrophysik

20. Mai 2022

Topologie ist überall

Die Topologie ist ein wichtiges Teilgebiet der Mathematik. Sie beschäftigt sich mit solchen Eigenschaften mathematischer Formen, die bei stetiger Verformung (also ohne sie zu reißen oder zu schneiden) erhalten bleiben. Die Topologie ist auch die Grundlage der Handlung in meiner Möbius-Trilogie. Das seltsame Artefakt, um das es geht, ist ein topologisches Konstrukt. Da freut es mich als Autor natürlich sehr, wenn ein internationales Forscherteam nun herausgefunden und in der Fachzeitschrift Science publiziert hat, dass fast alle Materialien in der Natur mindestens einen topologischen Zustand aufweisen. Das widerspricht der vierzig Jahre alten Annahme, topologische Materialien seien selten und esoterisch. "Topologie ist…

Schwarze Löcher sind auch nicht mehr, was sie mal waren

Astrophysik

12. Mai 2022

Schwarze Löcher sind auch nicht mehr, was sie mal waren

In der Frühzeit des Universums wuchsen Schwarze Löcher in den Zentren aktiver Galaxien weitaus schneller als heute. Nur so ist es zu erklären, dass es 500 bis tausend Millionen Jahre nach dem Urknall überhaupt schon so riesige Schwarze Löcher gab. Heute aber sieht es anders aus – die Schwarzen Löcher in den Zentren entwickeln sich parallel zu ihren Wirtsgalaxien. Wann und warum kam es zu dieser Veränderung? Das hat eine Studie unter der Leitung von drei Forschern des italienischen Nationalen Instituts für Astrophysik (INAF) in Triest herausgefunden, die in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde. Die Arbeit stützt sich auf…

Astronomen entdecken eine neue Art von Sternexplosion: Mikronovae

Astrophysik

20. Apr 2022

Astronomen entdecken eine neue Art von Sternexplosion: Mikronovae

Ein Team von Astronominnen und Astronomen hat mit Hilfe des Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) eine neue Art von Sternexplosion beobachtet – eine Mikronova. Diese Ausbrüche ereignen sich auf der Oberfläche bestimmter Sterne und verbrauchen in wenigen Stunden eine Menge an Sternmaterial, die der Masse von 3,5 Milliarden Cheops-Pyramiden entspricht. In astronomischen Maßstäben ist das immer noch wenig – daher die Bezeichnung. Mikronovae sind viel weniger energiereich als die als Novae bekannten Sternexplosionen. Beide Arten von Explosionen ereignen sich auf Weißen Zwergen. „Mikronovae stellen unser Verständnis davon in Frage, wie thermonukleare Explosionen in Sternen ablaufen. Bisher…

Schnell wachsendes Schwarzes Loch entdeckt

Astrophysik

13. Apr 2022

Schnell wachsendes Schwarzes Loch entdeckt

Dass in den Zentren der meisten Galaxien supermassive Schwarze Löcher beheimatet sind, wissen Astronomen schon seit einer Weile. Mit immer besseren Untersuchungsmethoden konnten sie diese Giganten weit in die Vergangenheit zurückverfolgen. Schon 750 Millionen Jahre nach dem Urknall müssen sie existiert haben. Das wirft eines der größten Rätsel der heutigen Astronomie auf: Wie konnten diese supermassereichen Schwarzen Löcher, die das Millionen- bis Milliardenfache der Masse der Sonne wiegen, so schnell derart groß werden? Aktuelle Theorien besagen, dass supermassereiche Schwarze Löcher ihr Leben in den staubumhüllten Kernen von Galaxien mit starker Sternentstehung (Starburst-Galaxien) beginnen, bevor sie das umgebende Gas und den…

Astrophysik

19. Mrz 2022

Als das Universum zu brodeln begann

Wie sind die supermassiven Schwarzen Löcher entstanden, die heute als gigantische Wächter im Zentrum vieler Galaxien thronen? Zunächst ging man vom Naheliegenden auf: Die Riesen sind gewachsen, indem sie andere Materie akkretiert oder Schwarze Löcher konsumiert haben, also mit ihnen verschmolzen sind. Schritt für Schritt, von klein zu mittel bis riesig. Aber dieses Konzept hat ein paar Probleme. Erstens ist es uns noch nicht gelungen, die nötigen Zwischenstadien aufzuspüren. Es müsste sie ja noch immer geben, doch bisher hat man nur kleine Schwarze Löcher gefunden – oder die ganz großen. Problem Nummer 2 besteht darin, dass für diesen Wachstumsvorgang…

Wie wiegt man ein Teilchen, von dem man nicht weiß, ob es existiert?

Astrophysik

27. Feb 2022

Wie wiegt man ein Teilchen, von dem man nicht weiß, ob es existiert?

85 Prozent des Massegehalts des Universums macht die sogenannte Dunkle Materie aus. "Dunkel" nennen sie die Forscher, weil man nichts von ihr bemerkt – außer ihrer Gravitation. Die allerdings kann man ziemlich gut nachweisen. Ohne Dunkle Materie würden sich Galaxien anders bewegen, als sie es nachweislich tun, und das Universum hätte eine andere Struktur. Die Physiker brauchen die Dumkle materie also, um den Kosmos zu erklären. Zu dumm, dass sie immer noch nicht wissen, woraus sie denn besteht. Kandidaten für sie gibt es durchaus: MACHOs (massive kompakte Haloobjekte) etwa, WIMPs (schwach wechselwirkende massive Teilchen) und sogar unsichtbare schwarze Löcher aus…

Wie warm war das Universum 880 Millionen Jahre nach dem Urknall?

Astrophysik

3. Feb 2022

Wie warm war das Universum 880 Millionen Jahre nach dem Urknall?

Vor 13,8 Milliarden Jahren war das All heißer als heiß. Dann hat es sich ausgedehnt und dabei abgekühlt – auf 2,725 Kelvin heute, die Temperatur der kosmischen Hintergrundstrahlung. Vom Moment der Freisetzung der kosmischen Hintergrundstrahlung bis heute hat sich das Universum um einen Faktor von rund 1100 ausgedehnt. Die kosmische Hintergrundstrahlung, die ursprünglich eine Temperatur von etwa 3000 Kelvin hatte und deren Wärmestrahlung damit damals so ähnlich aussah wie das Licht einer Halogenlampe, kühlte um denselben Faktor ab. Natürlich war das gesamte Universum nie überall gleich warm. Das ermöglicht es Forschern heute, so unglaublich es klingt, dem Universum in seiner…

Astrophysik

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,…