Astrophysik

21. Mrz 2021

Erstmals Grundstruktur des Kosmos abgebildet

Sterne gruppieren sich zu Galaxien. Galaxien bilden Galaxienhaufen. Diese formen Superhaufen, zwischen denen sich riesige, weithin leere Bereiche erstrecken, die Voids. Verbunden sind alle Superhaufen durch eine wabenartige Grundstruktur, das "kosmische Netz", das aus fadenförmigen Gasstrukturen aus Wasserstoff besteht. Dass es diese Filamente geben muss, ist schon länger bekannt. Einerseits kennt man sie aus Simulationen, die auf den Theorien zum Aufbau des Universums basieren und eine derartige Grundstruktur vorhersagen. Andererseits werden sie sichtbar, wenn energiereiche Quasare sie wie Autoscheinwerfer den Nebel beleuchten. Die so nachgewiesenen Regionen sind jedoch wenig repräsentativ für das gesamte Netzwerk von Filamenten, in denen die…

Neues vom Warp-Antrieb: ein Problem weniger

Astrophysik

13. Mrz 2021

Neues vom Warp-Antrieb: ein Problem weniger

Manchmal gibt es seltsame Zufälle. Gestern habe ich hier noch berichtet, dass "befahrbare" Wurmlöcher auch ohne die Zugabe negativer Energie realisierbar sein könnten. Das ist ein wichtiger Fortschrift, weil es für negative Energie keine natürliche Quelle gibt. Das einzige, was wir tun können, um ein klein wenig negative Energie zu erhalten, ist das Universum auszutricksen. Wir entnehmen ihm die negative Energie, solange es nicht hinsieht, und geben sie zurück, bevor es überhaupt etwas davon gemerkt hat. Diese Lücke bietet uns die Unschärferelation der Quantenphysik. Um aber negative Energie in Mengen zu erhalten, wie sie für die Stabilisierung von Wurmlöchern…

Wurmlöcher als Abkürzung für Raumschiffe – auch ohne negative Energie?

Astrophysik

12. Mrz 2021

Wurmlöcher als Abkürzung für Raumschiffe – auch ohne negative Energie?

Wurmlöcher, wie sie die Mendrak in Helium-3 benutzen, sind Abkürzungen in der Raumzeit. Es handelt sich dabei bisher um rein theoretische Konstruktionen, die sich aus bestimmten Lösungen der Gleichungen der Allgemeine Relativitätstheorie ergeben. In der Science Fiction sind sie sehr beliebt, weil Raumschiffe sich nicht schneller als das Licht bewegen müssen, aber trotzdem überragend schnell von einem Ort zum anderen gelangen. Leider sind Wurmlöcher instabil. Den Durchflug eines Raumschiffs würden weder sie noch das Schiff überstehen. Es sei denn, der Passagier bringt eine Menge negativer Energie ins Spiel. Dumm nur, dass Energie und die damit zusammenhängende Masse immer positiv…

Quasar funkt aus der Frühzeit des Universums

Astrophysik

8. Mrz 2021

Quasar funkt aus der Frühzeit des Universums

In den 1950er-Jahren stießen Astronomen auf Radioquellen, denen sich im Bereich des sichtbaren Lichts punktförmige, also sternartige Objekte zuordnen ließen. Bis dahin hatte man vor allem ganze Galaxien als Radioquellen ausgemacht. Die Funde nannte man "quasi-stellare Objekte", kurz Quasar. Später erkannten die Forscher allerdings, dass Quasare doch in Galaxien eingebettet sind und in Wirklichkeit deren aktive, in vielen Wellenlängenbereichen strahlende Kerne ausmachen. Dass man sie nur als Punktquellen gesehen hatte, lag einfach daran, dass sie sehr, sehr weit entfernt sind. Tatsächlich handelt es sich um die am weitesten entfernten Objekte des Universums, die wir beobachten können. Das liegt nicht…

Verschmelzende Bosonensterne statt kollidierender Schwarzer Löcher?

Astrophysik

27. Feb 2021

Verschmelzende Bosonensterne statt kollidierender Schwarzer Löcher?

Bosonen sind Teilchen mit einem geradzahligen Spin. Dazu gehören die Grundteilchen, die die einzelnen Wechselwirkungen vermitteln (etwa Photonen für den Elektromagnetismus), aber auch zusammengesetzte Teilchen wie Helium-4-Atome. Ihre Besonderheit besteht darin, dass beliebig viele von ihnen den gleichen Grundzustand einnehmen können. Sie sind dann nicht mehr voneinander unterscheidbar und bilden ein Bose-Einstein-Kondensat mit ungewöhnlichen Eigenschaften. Unter anderem kann die Dichte des Kondensats gegen unendlich gehen. Damit wären Bosonen gute Kandidaten für sehr schwere Himmelskörper, bei denen sich riesige Massen auf engem Raum drängen. Wer denkt dabei nicht an ein Schwarzes Loch? Aber ein Himmelsobjekt aus Bosonen wäre zwar bei…

Können supermassive Schwarze Löcher direkt aus Dunkler Materie kollabieren?

Astrophysik

25. Feb 2021

Können supermassive Schwarze Löcher direkt aus Dunkler Materie kollabieren?

Schwarzes Loch und Dunkle Materie, das klingt auf den ersten Blick wie eine passende Kombination. Allerdings gibt es da ein Problem: die Dunkle Materie befindet sich vor allem in den Außenbereichen von Galaxien, in gewaltigen Halos. Supermassive Schwarze Löcher hingegen bilden den Kern einer Galaxie. Geht da trotzdem etwas zusammen, das zusammengehört? Vielleicht. Was supermassive Schwarze Löcher betrifft, hat die Kosmologie noch ein Problem. Denn wie genau sie sich ursprünglich gebildet haben, ist heute eines der größten Probleme bei der Erforschung der Galaxienentwicklung. Supermassive Schwarze Löcher wurden bereits 800 Millionen Jahre nach dem Urknall beobachtet, aber wie sie so…

Astrophysik

22. Feb 2021

Wenn ein Stern zerreißt …

… erzeugt ein Myon tief unter dem Eis der Antarktis eine Spur in einem gigantischen Detektor. Das Myon ist entstanden, weil ein energiereiches Neutrino mit einem Atom des Detektors wechselgewirkt hat. Das Neutrino begann seine Reise vor rund 700 Millionen Jahren, etwa zu der Zeit, als sich die ersten Tiere auf der Erde entwickelten. Das ist die Reisezeit, die das Teilchen brauchte, um von der weit entfernten, namenlosen Galaxie (katalogisiert als 2MASX J20570298+1412165) im Sternbild Delphin zur Erde zu gelangen. Entstanden ist es in Folge von "AT2019dsg". So nennen Astronomen ein Ereignis, bei dem ein Stern von einem Schwarzen…

Astrophysik

3. Feb 2021

Wie schwer ist die Dunkle Materie?

Die Dunkle Materie ist ein mysteriöses Phänomen. Wir wissen nicht, wie sie aussieht und woraus sie besteht. Physiker sind aber überzeugt, dass sie existiert, denn die Wirkung ihrer Anziehungskraft lässt sich an vielen Beispielen im Kosmos beobachten. Das sichtbare Weltall - wir selbst, die Planeten und Sterne - macht 25 Prozent der gesamten Masse im Universum aus. Die restlichen 75 Prozent seiner Masse bestehen aus Dunkler Materie. Dass sie über die Gravitation wechselwirkt, gibt den Forschern immerhin einen Hinweis, wie schwer ihre Teilchen sein könnten. Man ging bisher davon aus, dass ihre Masse zwischen 10-24 eV und 1028 eV liegen müsste.…