Im Januar haben Forscher des LIGO-Experiments zum dritten Mal Gravitationswellen gemessen. Die Wellen stammen von der Fusion zweier schwarzer Löcher, die etwa drei Milliarden Lichtjahre entfernt sind.
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Am Donnerstag haben Forscher des internationalen LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) Experiments bekanntgegeben, dass ihnen zum dritten Mal der Nachweis von Gravitationswellen gelungen ist.
Das Laser-Interferometer-Gravitations-Observatorium, dessen Antennen in den US-Bundesstaaten Louisiana und Washington installiert sind, hatte die Wellen am 4. Januar registriert. Das Observatorium besteht aus vier Kilometer langen L-förmig ausgerichteten unterirdischen Armen, deren präzise Länge durch Laserdetektoren gemessen wird.
Die Existenz von Gravitationswellen hatte der Physiker Albert Einstein vor rund 100 Jahren in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie bereits postuliert. Allerdings war es bis 2015 nicht gelungen, einen Nachweis des Phänomens zu erbringen.
Gravitationswellen strecken und stauchen die Raumzeit ähnlich wie ein ins Wasser geworfener Stein die Wasseroberfläche. Sie entstehen immer dann, wenn massereiche Objekte sich bewegen. Je größer die Masse und je schneller die Bewegung desto höher die Welle.
Daher sind Gravitationswellen vor allem dann messbar, wenn schwarze Löcher miteinander verschmelzen. Diese entstehen in den Endstadien von besonders massereichen Sternen. Mit ihrer enormen Schwerkraft saugen sie alles in ihrer Umgebung auf, selbst Licht kann nicht mehr entweichen.
Signal aus drei Milliarden Lichtjahren Entfernung
Die erste direkte Beobachtung von Gravitationswellen hatten Forscher im September 2015 gemacht und am 11. Februar 2016 bekannt gegeben. Sie stammten von der Fusion zweier schwarzer Löcher schätzungsweise 1,3 Milliarden Lichtjahre entfernt. Dabei war ein schwarzes Loch mit 62 Sonnenmassen entstanden.
Beim zweiten Mal detektierte LIGO Wellen in einer Entfernung von 1,4 Milliarden Lichtjahren und ein schwarzes Loch mit der 21-fachen Sonnenmasse.
Beim dritten Mal waren es jetzt etwa drei Milliarden Lichtjahre. Bei der zuletzt beobachteten Fusion zweier schwarzer Löcher betrug die Masse des neu entstandenen schwarzen Lochs etwa das 49-fache der Sonne.
Das jüngste Signal war schwächer als beim ersten Nachweis von Gravitationswellen, weil das neue Ereignis mit rund drei Milliarden Lichtjahren diesmal etwa doppelt so weit entfernt war, wie bei den letzten Messungen.
Eine neue Art von schwarzen Löchern
Die Beobachtung bestätige zudem die Existenz einer neuen Klasse Schwarzer Löcher, schreiben die Forscher, die ihre Entdeckung im Fachblatt "Physical Review Letters" vom Donnerstag veröffentlichten. "Das sind Objekte, von denen wir gar nicht wussten, dass sie existieren, bevor LIGO sie entdeckt hat", betonte LIGO-Sprecher David Shoemaker vom Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Nur einen Tag vor der Publikation hat die Körber-Stiftung den Physiker Karsten Danzmann , der für das Max-Planck-Institut für Gravitationsforschung maßgeblich an LIGO beteiligt ist, mit einem renomierten Forschungspreis geehrt.
Fs/cb (dpa/afp)
Das waren Forschung und Wissenschaft im Jahr 2016
Das vergangene Jahr war wieder spannend für die Forscher: Sie erzeugten experimentelles Plasma für die Kernfusion, wiesen Gravitationswellen nach und entdeckten Wirkstoffe gegen resistente Keime. Hier unsere Favoriten.
Bild: picture-alliance/dpa
Feuer frei für das Plasma!
Anfang des Jahres ging die Kernfusion-Versuchsanlage Wendelstein 7-X in Betrieb. Bundeskanzlerin Angela Merkel drückte persönlich den Knopf und zündete damit ein Heliumplasma im neuen Reaktor.
Bild: picture-alliance/dpa/B. Wüstneck
Höchste Präzision
Das Plasma im Reaktor Wendelstein 7-X entsteht durch Mikrowellenöfen, eine Kernfusion findet dort nicht statt. Das Experiment soll zeigen, ob die Bauform des Stellarators geeignet ist, ein Plasma in der Form zu halten. Das Ergebnis kann sich sehen lassen: Im Dezember berichteten die Forscher, dass sie das Magnetfeld auf ein Hunderttausendstel genau dort aufbauen können, wo sie es haben wollen.
Bild: picture-alliance/dpa
Freude für Teilchenphysiker
Anfang des Jahres nahm auch das neue Hochleistungsrechenzentrum im Darmstädter Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung seine Arbeit auf. Es soll einmal die riesigen Datenmengen verarbeiten, die der neue Beschleunigerring FAIR in etwa zehn Jahren erzeugen wird. Aber auch jetzt schon sind die Rechner gut ausgelastet.
Bild: HA Hessen Agentur/Thomas Ernsting
Gravitationswellen gibt es wirklich!
Im Februar gab es einen Paukenschlag vom LIGO-Experiment. Das Laser-Interferometer-Gravitationswellen-Observatorium zeichnete ein zirpendes Geräusch auf. So hören sich also Gravitationswellen an. Von Albert Einstein vorausgesagt und jetzt endlich nachgewiesen - ein Meilenstein in der Astrophysik!
Bild: picture-alliance/dpa/CALTECH-JPL
Weltumrundung geglückt
Am 26. Juli war es soweit: Das Solarflugzeug Solar Impulse II beendete seine mehr als einjährige Weltumrundung und erreichte Abu Dhabi. Am 9. März 2015 hatte der Flieger dort abgehoben und war Richtung Osten einmal um den Globus geflogen. Probleme hatte es vor allem mit der Batterietechnik gegeben: Die Akkus mussten nach einer Pazifiküberquerung komplett ausgetauscht werden.
Bild: Getty Images/Solar Impulse2/J. Revillard
Rückschlag für autonomes Fahren
Der Unfall eines Tesla-Autos im Mai in Florida überschattete die rapide Weiterentwicklung von autonomen und halbautonomen Fahrzeugen. Der Fahrer hatte sich offensichtlich auf den Autopiloten des Wagens verlassen und nicht gemerkt, dass die Systeme des Autos einen großen Lkw nicht als solchen erkannt hatten.
Bild: Reuters/Courtesy Robert VanKavelaar
Ein Virus und die Olympischen Spiele
Die Olympischen Spiele in Brasilien waren durch die Verbreitung eines neuen Virus überschattet, der bei Neugeborenen zu Fehlbildungen des Schädels führt. Der Zika-Virus wird durch Moskitos übertragen und hatte sich rasch in den tropischen Regionen der Welt ausgebreitet. Im Februar hatte die Weltgesundheitsorganisation einen globalen Notstand ausgerufen. Im November erklärte sie ihn für beendet.
Bild: Reuters/O. Rivas
Ein Wirkstoff gegen multiresistente Keime?
Im Juli gaben Tübinger Forscher bekannt, dass sie einen Wirkstoff namens Lugdunin aus Bakterien isoliert haben, die normalerweise in der Nase siedeln. Der Wirkstoff könnte zum Beispiel gegen den Krankenhauskeim MRSA (Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus) wirken.
Bild: picture-alliance/dpa/NIAID
Teuflischer Medizinschrank auf vier Beinen
Australische Forscher haben sich die Muttermilch der Tasmanischen Teufel genau angeschaut und dort hochwirksame Eiweiße entdeckt, die auch gegen multiresistente Erreger wirken. Die Beuteltiere brauchen diese starken Abwehrmittel, weil sich in den Beuteln, wo die Babys heranwachsen, allerhand Bakterien tummeln. Taugt das Mittel auch für den Menschen?
Bild: Getty Images/AFP/M. Ralston
Ein Liebhaber von Manganknollen
Erst im März haben Forscher vor Hawaii diesen kleinen Oktopus entdeckt. Sie tauften ihn Casper - nach dem Star eines Geisterfilms. Im Dezember wussten die Meeresbiologen schon mehr über den kleinen Kraken: Er legt seine Eier auf Manganknollen in der Tiefsee ab. Blöd nur, dass Mangan und andere in den Knollen vorhandene Substanzen für die Industrie immer wichtiger werden.
Bild: picture alliance/dpa/NOAA Office Of Ocean Exploration
Mit Molekülen gegen schlechten Atem
Kühe rülpsen Methangas aus und tragen so wesentlich zur Erderwärmung bei. Dagegen könnte ein Molekül namens 3-Nitrooxypropanol helfen, berichteten Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für terrestrische Mikrobiologie im Mai. Das Mittel verhindert die Bildung von Methan in den Rindermägen und verbessert zudem die Nährstoffaufnahme.
Bild: BR
Falken im Windkanal
Dieser Falke namens Sokrates durfte seine Künste in einem Windkanal für die Universität der Bundeswehr in München unter Beweis stellen. Hochgeschwindigkeitskameras filmten seine Bewegungen, und Forscher werteten die Bilder aus. Fliegen unsere Flugzeuge bald auch mit Federn?
Bild: picture alliance/dpa/S. Hoppe
Medizin-Nobelpreis für kannibalische Zellen
Den Medizin-Nobelpreis gab es 2016 für die Entdeckung eines wichtigen Selbstheilungsmechanismus in unseren Zellen. Ohne die Autophagie, das "Selbst-Fressen", könnten sie sich nämlich nicht erneuern. Der Japaner Yoshinori Ohsumi hatte den Mechanismus entdeckt.
Bild: Getty Images/AFP/J. Nackstrand
Was haben Bagel mit Physik zu tun?
Das Nobelpreis-Komitee erklärte anhand von Backwaren, warum David Thouless, Duncan Haldane und Michael Kosterlitz den Preis für Physik erhielten: für ihre Arbeiten zur Topologie. Das Konzept der Topologie zu erklären, benötigte allerdings etwas Zeit - nicht nur für das Nobelpreiskomitee, sondern auch für die Journalisten. Also: Guten Appetit!
Bild: picture-alliance/dpa/J. Lane
Mini-Maschinen
Diese atomaren Mini-Autos haben es in sich. Jean-Pierre Sauvage, Fraser Stoddart und Bernard Feringa haben es möglich gemacht, dass es heutzutage solche molekularen Mini-Motoren gibt. Angetrieben werden sie zum Beispiel mit Licht. Dafür erhielten die drei den Nobelpreis für Chemie.
Im Februar war die Solar Orbiter gestartet. Mittlerweile befindet sich die Sonde auf halben Weg und schickt schon jetzt spektakuläre Bilder unseres Zentralgestirns, ohne das kein Leben auf der Erde möglich wäre.
Diese tollen Bilder machte die Sonde jetzt von unserer Sonne. Aus einer Entfernung von 77 Millionen Kilometern. Niemals zuvor konnten kleinere Sonneneruptionen so deutlich sichtbar gemacht werden. Solar Orbiter soll genau diese Eruptionen untersuchen.
Auf der Sonne brodelt es, ständig entstehen Eruptionen, meistens kleine aber manchmal können sie gewaltig sein. Bei solchen Sonnenstürmen werden Milliarden Tonnen elektromagnetisch geladenes Material ins All und zur Erde geschleudert. Das kann für uns Folgen haben. Denn solche Eruptionen können dazu führen, dass die Stromversorgung ausfällt oder Mobilfunknetze zusammenbrechen.
Unsere Sonne schien schon viele Milliarden Jahre, bevor es uns Menschen gab. Sie entstand gemeinsam mit den Planeten unseres Sonnensystems aus einer Gaswolke und ist rund 4,6 Milliarden Jahre alt. Wahrscheinlich wird sie noch einmal fünf Milliarden Jahre weiter scheinen - so lange ungefähr reicht die Energie des Sonnenmaterials noch.
Bild: Reuters/Y. Behrakis
Energiemonster
Die Sonne ist im Grunde ein riesiger Kernfusionsreaktor: In ihrem Inneren sind Druck und Temperatur so hoch, dass Wasserstoffatome miteinander zu Heliumatomen verschmelzen - dabei wird massenweise Energie frei. Ein Fingerhut voll Sonnenmaterial erzeugt so viel Energie, wie bei der Verbrennung von mehr als tausend Tonnen Kohle entsteht.
Bild: rangizzz/Fotolia.com
100 mal größer als die Erde
Von der Erde aus wirkt die Sonne gar nicht so groß - manchmal erscheint sie nur wie ein heller Fleck am Himmel. Tatsächlich hat die Sonne aber einen Radius von etwa 700.000 Kilometern. Im Zentrum herrschen Temperaturen von mehr als 15 Millionen Grad Celsius. An der Oberfläche sind es immer noch rund 5500 Grad.
Bild: picture-alliance/dpa/F. Rumpenhorst
Einer von Milliarden Sternen
Was alle Sterne im Universum gemeinsam haben: Sie leuchten, weil sie in ihrem Inneren Energie erzeugen. Unsere Sonne ist einer von diesen vielen Milliarden Sternen. Im Vergleich mit anderen ist sie mittelgroß: Manche Sonnen sind hundertmal größer, andere zehnmal kleiner.
Bild: Ye Aung Thu/AFP/Getty Images
Brodelndes Untersuchungsobjekt
Auf der Oberfläche der Sonne brodelt es: Heißes und damit hell leuchtendes Material steigt aus dem Inneren der Sonne nach oben, dort kühlt es ab und sinkt als dunkleres Material wieder nach unten. Unsere Sonne ist der Erde als einziger Stern so nah, dass Astronomen diese Vorgänge an der Oberfläche detailliert beobachten können.
Bild: Getty Images/Q. Rooney
Faszination Sonnenflecken
Manchmal hat die Sonne große, dunkle Flecken, die etwa einen Monat bestehen bleiben. Schon vor Christi Geburt haben die Menschen das entdeckt; 1610 hat Galileo Galilei die Sonnenflecken protokolliert. Wo sie herkommen, war lange unklar. Heute wissen wir: Die dunklen Sonnenflecken sind Gebiete auf der Sonnenoberfläche, an denen das Magnetfeld besonders stark ist.
Bild: picture-alliance/ dpa
Gefährliche Sonnenstürme
Wenn die Aktivität der Sonne besonders stark ist, entstehen Sonnenstürme, bei denen besonders viele geladene Partikel von der Sonne weggeschleudert werden. Diese Partikel können sogar Satelliten treffen und zerstören, Umspannstationen auf der Erde stören oder zu Stromausfällen führen.
Bild: dapd
Wenn der Himmel leuchtet
So sehen die schönsten Seiten der Sonnenstürme aus: Polarlichter. Sie entstehen, wenn geladene Teilchen von der Sonne auf die Erdatmosphäre treffen. Wie oft man dieses Schauspiel beobachten kann, schwankt mit dem Sonnenzyklus: Alle 11 Jahre ist die Aktivität der Sonne besonders hoch, dann gibt es besonders viele Sonnenstürme und Polarlichter.