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Energiereiche Teilchen: Heiße Stürme im Kosmos

Das Universum ist kein gemütlicher Ort. Stürme toben, Sterne explodieren, Teilchen und Strahlen rasen mit sonst unerreichten Energien durchs All. Ihre Ursachen erforschen wir mit den größten Teleskopen – auf der Erde und im Weltraum.
Schwarzes Loch in der Galaxie Herkules A

Unversehens steht man auf einer weiten Hochebene in Argentinien vor einer bemerkenswerten Konstruktion: Mitten in der Pampa Amarilla, auf einer Fläche von etwa 60 mal 50 Quadratkilometern, so groß wie das Saarland, stehen 1600 gedrungene, 1,2 Meter hohe zylindrische Bunker – regelmäßig in Abständen von 1,5 Kilometern. Bei genauerem Hinsehen entpuppen sie sich als Wassertanks aus Plastik. Jeder fasst 12 000 Liter und trägt auf dem Dach Solarzellen sowie eine Antenne. Etwas erhöht auf dem hügeligen Rand der Pampa richten Kameras von vier Stationen ihre Teleskopaugen in den Himmel.

Ein Landeplatz für UFOs? Natürlich nicht. Hier steht eines der modernsten und im Durchmesser größten astronomischen Beobachtungsgeräte der Welt – das Pierre Auger Cosmic Ray Observatory. Wissenschaftler aus den 17 Ländern, die an diesem Projekt beteiligt sind, erhoffen sich mit seiner Hilfe Aufklärung über die Natur von Teilchen mit extrem hohem Energiegehalt, die vom Weltraum aus auf die Erde treffen (siehe SdW 1/2006, S. 12).

Der friedliche Nachthimmel mit seinen leicht funkelnden Sternen am Firmament, den wir mit bloßen Augen sehen, verrät nichts von dem wilden Geschehen, das sich ...

Kennen Sie schon …

Sterne und Weltraum – Explosion in Andromeda – Die Supernova von 1885

Die Supernova S Andromedae, die sich außerhalb unserer Galaxis in einer Entfernung von rund 2,5 Millionen Lichtjahren in der Andromedagalaxie ereignete, wurde von dem Astronomen Ernst Hartwig schon im Jahr 1885 entdeckt. Er schrieb damit Astronomiegeschichte. Heute setzen Instrumente wie das neue 4MOST Maßstäbe für die Forschung. Es kann mehr als 2000 Objekte am Himmel gleichzeitig ins Visier nehmen – Sternbeobachtung von den Anfängen bis ins digitale Zeitalter. Darüber hinaus: Schwarze Löcher, die nach dem Verschlingen eines Sterns nach einiger Zeit im Radiobereich wieder aufleuchten, die Geburt eines weißen Zwerges durch eine Sternkollision sowie unser Praxistipp zur Beobachtung des Südhimmels mit Remote-Teleskopen von zu Hause aus.

Spektrum - Die Woche – Ein alter KI-Ansatz für wahre maschinelle Intelligenz?

Wahre maschinelle Intelligenz – Transparenz und feste Regeln zeigen einen Weg, die KI die Fähigkeit geben könnte, logische Schlüsse zu ziehen. Außerdem: Eisen für die Energiewende verbrennen, das Paradoxon fehlender Information im Universum und Schaden Energydrinks dem Gehirn Jugendlicher?

Sterne und Weltraum – Raumzeit: Experimente zur Quantennatur

Die Relativitätstheorie Albert Einsteins ist das Meisterwerk zur Beschreibung der Schwerkraft. Seit Jahrzehnten steht aber die Frage im Raum, ob die Gravitation auf submikroskopischen Längenskalen modifiziert werden muss. Gibt es quantenhafte Austauschteilchen, die Gravitonen? In unserem Titelbeitrag stellen wir Überlegungen vor, wie man experimentell eine Quantennatur der Raumzeit testen könnte. Im zweiten Teil unseres Artikels zur Urknalltheorie beleuchten wir alternative Ansätze zur Dunklen Energie: das Local-Void- und das Timescape-Modell. Außerdem: Teil zwei unserer Praxistipps für die Astrofotografie mit dem Smartphone – Mond und Planeten im Fokus, die Ordnung im Chaos des Dreikörperproblems und woher stammen erdnahe Asteroiden?

  • Infos

Hofmann, W.: The Non-Thermal Universe, 2012. Abrufbar unter www.mpi-hd.mpg.de/hfm/HESS/pages/about/physics/

Lemoine, M., Sigl, G.: Physics and Astrophysics of Ultra-High-Energy Cosmic Rays. Lecture Notes in Physics 576. Springer, Heidelberg 2010

Letessier-Selvon, A., Stanev, T.: Ultrahigh Energy Cosmic Rays. In: Reviews in Modern Physics 83, S. 907 – 942, 2011

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