Hard Science Fiction

26. Mrz 2019

Wie es im Inneren von Neptun oder Uranus aussieht

Das Innere von Riesenplaneten zu erforschen, ist keine leichte Aufgabe. Bis auf Weiteres werden wir es nicht schaffen, mit Sonden an Ort und Stelle zu messen, deshalb sind die Forscher auf Modelle angewiesen. Diese Modelle basieren auf dem, was sie über die Stoffe wissen, aus denen Eisriesen wie Neptun und Uranus bestehen. Dabei sind Irrtümer allerdings nicht ausgeschlossen. Bisher nahm man zum Beispiel an, dass Kohlenstoff unter dem hohen Druck stets die Gestalt von Diamant annimmt. Kohlenstoff und Wasserstoff sind unter den häufigsten Elementen im Universum, und Neptun besteht wie Uranus zu großen Teilen daraus, etwa in Form von Methan.…

Wie man ein Raumschiff mit Lasern zum nächsten Stern schickt

Space

25. Mrz 2019

Wie man ein Raumschiff mit Lasern zum nächsten Stern schickt

Das StarShot-Programm will Mini-Raumschiffe durch Laserbeschuss so beschleunigen, dass sie mit einem Viertel der Lichtgeschwindigkeit in absehbarer Zeit unseren Nachbarstern Proxima Centauri erreichen. Die Technik klingt realisierbar, hat aber noch ein paar Hürden zu überwinden. Stellen Sie sich vor, Sie müssten einen Ball mit einem Haartrockner in der Luft schweben lassen. Sie denken dabei sicher automatisch an einen Tischtennisball, der ein paar Zentimeter über dem Gebläse schwebt. Könnten Sie das Kunststück auch mit einen Fußball vollbringen, der sich zehn Meter über Ihnen befindet? Der Föhn müsste dann um einiges größer und stärker sein. (mehr …)

Mars

18. Mrz 2019

Kann man auf dem Mars fliegen?

Natürlich kann man auf den Mars fliegen – aber auf dem Mars? Die Atmosphäre des Roten Planeten ist weitaus dünner als die der Erde. Der Druck an der Marsoberfläche liegt bei 0,00636 bar, was einem Hundertfünfzigstel des Drucks an der Erdoberfläche entspricht. Damit ein Flugzeug, das schwerer als Luft ist, starten kann, braucht es Auftrieb. In einer so dünnen Stmosphäre genügend Auftrieb zu erzeugen, ist schwierig – aber den Ingenieuren des JPL der NASA scheint es gelungen zu sein. Sie wollen jedenfalls der Mars-2020-Rovermission der NASA einen kleinen Helikopter mitgeben, der dort in einer Höhe von bis zu fünf Metern…

Physiker drehen die Zeit zurück – ein bisschen

Astrophysik

14. Mrz 2019

Physiker drehen die Zeit zurück – ein bisschen

"Ach, könnte ich doch die Zeit zurückdrehen!" Physikern scheint das gerade gelungen zu sein – zumindest im Quantenreich und mit kleinsten Teilchen. Das berichten sie im Wissenschaftsmagazin Scientific Reports. Eigentlich ist es unmöglich, das Rad der Zeit zu manipulieren. Das liegt daran, dass der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik zwischen Vergangenheit und Zukunft unterscheidet. Die meisten anderen physikalischen Gesetze sind reversibel. Aber wenn der Zweite Hauptsatz ins Spiel kommt, verhält sich die Natur bockig, dann entwickelt sich alles immer nur in eine Richtung. Das Kartenhaus bricht von selbst zusammen, baut sich aber nicht von selbst wieder auf. Wärme fließt von…

Leben

13. Mrz 2019

Wo findet man am leichtesten Zeichen für außerirdisches Leben?

Die Astronomen wissen heute, dass die meisten Sterne im Lauf ihres Lebens ein Planetensystem entwickeln. Insgesamt schätzt man, dass die Zahl der Planeten die der Sterne übertrifft. Im Mittel besitzt jeder Stern zwischen einem und zwei Planeten. Die Milchstraße mit ihren 200 Milliarden Sternen könnte demnach etwa 300 Milliarden Planeten aufweisen. Dabei existiert eine große Variabilität. Es gibt Gasriesen, die sich in enger Umlaufbahn um ihren Mutterstern drehen und fast so heiß wie dieser sind. Es gibt Eisplaneten weit draußen, wie etwa Neptun im Sonnensystem, es gibt Planeten, die mit der Erde vergleichbar sind, und es gibt sogar eine…

Space

8. Mrz 2019

Wie schwer ist die Milchstraße?

Wie viel wiegt unsere Heimatgalaxis, die Milchstraße? Es ist nicht einfach, die wahren Dimensionen eines Objekts zu bestimmen, in dem wir uns aufhalten. Oder können Sie vom Küchentisch aus die Größe eines Hauses bestimmen? Hinzu kommt, dass man einen großen Teil der Masse ja nicht einmal sieht, weil er zur Dunklen Materie gehört. So schätzt man zwar etwa 100 bis 300 Milliarden Sterne. Das ergibt eine sichtbare Masse von etwa 900 Milliarden Sonnen bei einem Durchmesser von 170.000 bis 200.000 Lichtjahren. Aber die sichtbare Masse genügt eben nicht, die Rotation der Sterne in unserer Galaxis zu erklären. (mehr …)

Wie kann man in ein Schwarzes Loch hineinsehen?

Astrophysik

7. Mrz 2019

Wie kann man in ein Schwarzes Loch hineinsehen?

Wenn Masse so stark konzentriert ist, dass der von ihr ausgehenden Gravitation nicht einmal mehr Licht entkommen kann, dann sprechen Physiker von einem Schwarzen Loch. Der Name trifft die physikalische Natur des Phänomens eigentlich nur unzureichend. Denn auch von einem Schwarzen Loch geht Strahlung aus, die so genannte Hawking-Strahlung. Außerdem versetzen Schwarze Löcher ihre Umgebung dermaßen in Aufruhr, dass sie auf keinen Fall unsichtbar bleiben: Da gibt es eine Akkretionsscheibe von Materie, die gerade in das Loch einströmt, es gibt jede Menge wirbelnder Magnetfelder – Sie brauchen kaum zu befürchten, aus Versehen in ein Schwarzes Loch zu fallen. Aber…

Warum verhält sich Dunkle Materie in kleinen Galaxien anders als in großen?

Astrophysik

3. Mrz 2019

Warum verhält sich Dunkle Materie in kleinen Galaxien anders als in großen?

Das wichtigste Kennzeichen Dunkler Materie besteht darin, dass sie nur über die Gravitation wechselwirkt. Und Gravitation ist als einzige der vier Grundkräfte immer anziehend. Dunkle Materie müsste sich deshalb eigentlich, egal wo man sie trifft, immer im Massenzentrum der jeweiligen Struktur ballen, ob es sich nun um eine kleine Galaxie oder einen riesigen Galaxienhaufen handelt. Aber in der Realität sieht es anders aus: In Galaxienhaufen zeigt Dunkle Materie das erwartete Verhalten, in kleineren Galaxien jedoch verteilt sie sich deutlich stärker, als es der Fall sein dürfte. Das ließe sich damit erklären, dass die Dunkle-Materie-Teilchen wie Billard-Kugeln voneinander abprallen, also…