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Gravitationswellen: LISA und die Pfadfinder-Mission

Auf astronomischen Größenskalen ist die Gravitation die treibende Kraft im Universum. Der Forschungssatellit LISA Pathfinder, der Techniken für den Nachweis von Gravitationswellen testet, wird uns dabei helfen, das gesamte Universum zu "hören".
LISA Pathfinder

Das vergangene Jahrhundert war Zeuge der enormen Fortschritte, die unser Verständnis des Universums betreffen. Wir kennen die Lebenszyklen von Sternen und den Aufbau von Galaxien, wir haben den Nachhall des Urknalls beobachtet und ein allgemeines Verständnis für die Entwicklung des Universums erworben. Es ist bemerkenswert, wie weit wir mit der elektromagnetischen Strahlung als Beobachtungsmittel gekommen sind.

Jedoch ist es die Schwerkraft, die zahlreiche Prozesse im Universum antreibt, und diese wirkt meist im Dunklen. Gelingt es uns, ein gravitatives Fenster zum Universum zu öffnen, wird uns dies weiter als alles andere bringen. Die Schwerkraft hat ihre eigenen Boten: Gravitationswellen. Diese Schwingungen im Gefüge der Raumzeit breiten sich im Grunde ungehindert aus und erlauben uns so einen tiefen Blick in die Entstehung der ersten Schwarzen Löcher, die als Saatkörner fungierten. So können wir das Universum bis zu Rotverschiebungen von z ~ 20 erkunden und damit in eine Entwicklungsphase vorstoßen, die noch vor der kosmischen Epoche der Reionisierung liegt.

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Spektrum der Wissenschaft – Eine neue Weltformel

Rund 100 Jahre währt die Suche der theoretischen Physik nach einer Quantentheorie der Schwerkraft. Doch vielleicht kann die Gravitation in einer Weltformel so bleiben, wie sie ist – zumindest fast. Experimente könnten die neue Theorie schon bald testen. Außerdem im Heft: Die Bedeutung der Böden der Erde wurden lange unterschätzt. Zahlreiche Organismen im Boden zersetzen abgestorbenes organisches Material und fördern so den globalen Kohlenstoffkreislauf. Gammastrahlenblitze mischen gelegentlich die irdische Ionosphäre durch. Aber brachten kosmische Explosionen das Leben auf der Erde schon einmal an den Rand der Existenz? Selbst unter dem Eis des arktischen Ozeans findet man Lava speiende Vulkane und Schwarze Raucher. Dies bietet einen neuen Blick auf die geologischen Vorgänge in unserem Planeten.

Spektrum Kompakt – Schwarze Löcher

Schwarze Löcher gehören längst nicht mehr in die Nische aberwitziger Theorien, sondern haben sich im Alltag der Astrophysik etabliert. Viele Phänomene im Weltall lassen sich nur mit diesen extrem kompakten Raumzeitfallen erklären.

Sterne und Weltraum – Schwarze Löcher – Gibt es Singularitäten doch nicht?

Der Mathematiker Roy Kerr fand einen vermeintlichen Fehler in der Beschreibung schwarzer Löcher durch Roger Penrose und Stephen Hawking. Lesen Sie, weshalb seine Argumente nicht stichhaltig sind. Der Asteroid Apophis wird sich im April 2029 der Erde dicht annähern. Die ESA plant mit ihrer Mission RAMSES den etwa 350 Meter großen Gesteinsbrocken zu begleiten. Wir stellen die Initiative „Astronomie als Kickstarter“ in Schulen vor und komplettieren unsere Serie „Der Weg zum Deep-Sky-Foto“ anhand konkreter Arbeitsschritte in Bildbearbeitungsprogrammen.

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