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Forschung – gefördert vom BMBF
Astro- und Astroteilchenphysik befassen sich mit der Erforschung des Universums und seiner Bestandteile und verknüpfen unser Wissen von den größten Strukturen im Universum mit dem über seine kleinsten Bausteine.
Quantengravitation
Im Interview berichtet Sabine Hossenfelder von der Suche nach einer Theorie, die sowohl Effekte der Quantenphysik als auch der Allgemeinen Relativitätstheorie beschreibt.
Im Interview stellt Martin Bojowald ein neues Modell von einer fundamentalen Zeit vor, die den Takt im gesamten Universum angibt.
Universum
Kometen, Asteroiden oder Zwergplaneten – in unserem Sonnensystem gibt es neben den bekannten Planeten noch unzählige weitere Himmelskörper.
Gaia
Der dritte Beobachtungskatalog des Weltraumteleskops Gaia beinhaltet über 1,8 Milliarden Sterne, Galaxien und andere astronomische Objekte.
Physik hinter den Dingen
Wohl jeder hat schon darüber gestaunt: Der Vollmond geht auf – und erscheint uns von ungewöhnlicher Größe. Für diese Erscheinung kursieren verschiedene Erklärungen.
Drei Dinge wären beim lunaren Fußball besonders zu beachten: Die Anziehungskraft ist geringer, es gibt keinen Luftwiderstand und der Rasen ist nicht grün …
Mehrmals im Jahr erscheint der Mond besonders groß und hell – ein Phänomen, das mit der Umlaufbahn des Monds um die Erde zusammenhängt.
Mond
Von der Erde aus ist die Rückseite des Mondes nie zu sehen. Verantwortlich dafür ist ein Effekt der Gezeitenkräfte, die von unserem Planeten ausgeübt werden.
Himmelsbeobachtung
Mit dem Event Horizon Telescope, einem Zusammenschluss von Radioteleskopen in aller Welt, gelang die erste Aufnahme eines supermassereichen Schwarzen Lochs.
Sonnensystem
Der Mond ist das auffälligste Objekt am nächtlichen Himmel – und neben der Erde der einzige Himmelskörper, den Menschen bislang betreten haben.
In den vergangenen Jahrzehnten haben Wissenschaftler dem Mars bereits viele seiner Geheimnisse entlockt – und es werden immer mehr.
Exoplaneten
Astronomen setzen maschinelles Lernen ein, um die Atmosphären von Exoplaneten schneller als mit bisherigen Verfahren zu untersuchen.
Die Gravitation von Schwarzen Löchern ist derart stark, dass weder Materie noch Licht aus diesen Objekten entkommen kann.
Planetenentstehung
Im Interview berichtet Sierk van Terwisga, was die Masse von planetenbildenden Scheiben über ihr Alter verrät.
IceCube
Im Interview berichtet Elisa Resconi, wie sich erstmals eine Neutrinoquelle in unserer direkten kosmischen Nachbarschaft aufspüren ließ.
Das Weltraumobservatorium Herschel wird neue Beobachtungen im Fern-Infrarot-Bereich ermöglichen und die Strahlung von interstellaren Staub- und Gaswolken vermessen.
Seit hundert Jahren versuchen Forscher, mithilfe der kosmischen Strahlung etwas über die Strukturen der Materie im Kleinen und des Universums im Großen zu erfahren.
Jede Sekunde rasen unzählige kosmische Neutrinos durch die Erde – nahezu ungehindert. Ihre Detektion ist eine mühsame, aber viel versprechende Aufgabe.
Woher kommen wir? Wohin gehen wir? Wie ist der Kosmos beschaffen? Diese Fragen beschäftigen die Menschen seit Jahrtausenden.
Die kosmische Hintergrundstrahlung ist ein Überrest aus der Zeit des Urknalls. Mit dem Satelliten COBE haben Wissenschaftler sie erstmals vermessen.
Der Nachweis von Neutrinos aus weit entfernten Quellen erfordert riesige Detektoren. Sie bestehen aus Sensoren, die in tiefen Gewässern oder im Eis angeordnet werden.
Die klassische Astronomie nutzte nur sichtbares Licht von Himmelskörpern. Mittlerweile sind Beobachtungen von vielen Spektralbereichen und kosmischen Teilchen Routine.
Die Masse entscheidet – so einfach lässt sich die Entwicklung der Sterne charakterisieren. Was wann und wie aus einem Stern wird, hängt letztlich von seiner Masse ab.
Das Weltraumteleskop Kepler soll die Suche nach Planeten bei anderen Sternen revolutionieren – und erstmals erdähnliche Planeten in großer Zahl aufspüren.
Wie sieht der Zollstock der Astronomen aus für Entfernungen innerhalb unserer Galaxie aus?
Selbst im Teleskop erscheinen Sterne nur als Lichtpunkte. Woher wissen die Astronomen also eigentlich, wie groß Sterne sind?
Noch ist unser blauer Planet etwas Besonderes. Doch die Erde könnte ihren Sonderstatus schon bald verlieren, denn immer mehr Explaneten werden entdeckt.
Wie misst man die riesigen Entfernungen zu anderen Galaxien und ihren Sternen?
Manche Sterne haben mehr als hundertmal soviel Masse wie die Sonne. Bisher ist völlig unklar, wie Sterne überhaupt so massereich werden können.
Wer eine Sternschnuppe sieht, darf sich etwas wünschen – sagt der Volksmund. Was aber sind Sternschnuppen?
Um Meteoriteneinschläge besser zu verstehen, stellen Forscher diese Ereignisse einfach im Labor nach.
Meteoroide sind Gesteinsbrocken im Sonnensystem, die auf die Erdatmosphäre treffen, als Meteor aufleuchten und schließlich als Meteorit auf der Erde einschlagen können.
Lebensfreundliche Umgebungen bieten nur sonnenähnliche Sterne. Ab etwa anderthalb Sonnenmassen ist die Lebensdauer zu kurz für die Entstehung von Leben.
Raumfahrt
Am 21. Juli 1969 setzte Neil Armstrong erstmals einen Fuß auf den Erdtrabanten. Jahrelang hatte die NASA die viertägige Reise geplant – und bereitet nun weitere Missionen vor.
James Webb Space Telescope
Im Interview berichtet Oliver Krause über das James-Webb-Weltraumteleskop, das am 25. Dezember ins All startete.
Radioblitze
Im Interview spricht Laura Spitler über die spannende Geschichte der Schnellen Radioblitze und die Suche nach ihrer Ursache.
Gravitationswellen
Welche kosmischen Ereignisse die fünfzig bisher entdeckten Gravitationswellensignale hervorriefen und welche Überraschungen darunter waren, berichtet Frank Ohme im Interview.
Neutronensterne
Im Interview berichtet Laura Fabbietti, wie sich mit dem ALICE-Experiment instabile Teilchen untersuchen lassen, die für Neutronensterne eine wichtige Rolle spielen könnten.
In Computersimulationen stellen Forscher die Entstehung von Neutronensternen nach und versuchen so, diese extremen Objekte zu verstehen.
Verzerrungen der Raumzeit versprechen neue Erkenntnisse über den Kosmos. Allerdings ist ihre Beschreibung abstrakt und die Beobachtung schwierig.
Den weitaus größten Anteil an der Gesamtdichte von Materie und Energie im Universum macht ein Energiefeld aus, das den Kosmos beschleunigt auseinander treibt – die Dunkle Energie.
Venus und Erde gleichen sich zwar in Größe, Masse und chemischer Zusammensetzung, doch Oberfläche und Atmosphäre unterscheiden sich stark.
Mit dem AMS-02-Experiment an Bord der internationalen Raumstation untersuchen Wissenschaftler seit einigen Jahren die Eigenschaften der kosmischen Strahlung.
Dunkle Materie
Im Interview spricht Manfred Lindner über die möglichen Ursachen eines überraschenden Signals in den Messdaten von XENON1T.
Nach gängiger Theorie entstand das Universum vor etwa 14 Milliarden Jahren aus dem Urknall. Doch wie hat es sich bis heute entwickelt und wie sieht die Zukunft aus?
Ein direkter Nachweis der Dunklen Materie steht bis heute aus. Mit Experimenten wie CRESST und XENON100 wollen Forscher das kosmische Rätsel lösen.
Wenn sich die Dunkle Materie im Urknall gebildet hat, sollten wir dann nicht in Bereichen großer Konzentration heute noch ihre Zerstrahlung beobachten können?
An Bord der Internationalen Raumstation ISS vermisst AMS-02 die Zusammensetzung der kosmischen Strahlung mit bisher unerreichter Präzision.
Mit CRESST sollen erstmals die hypothetischen Teilchen der Dunklen Materie direkt nachgewiesen werden. Neuartige und hochempfindliche Messverfahren sind hierfür nötig.
EDELWEISS ist ein Experiment zur direkten Suche nach der Dunklen Materie. Das Prinzip besteht in der Streuung solcher Teilchen in einem Germanium-Kristall.
Müsste die Dunkle Materie nicht auch mit Teilchendetektoren nachweisbar und vielleicht sogar an großen Teilchenbeschleunigern künstlich herstellbar sein?
Zwar scheint der Kosmos voll von strahlenden Sternen und leuchtenden Gaswolken zu sein. Doch der Eindruck trügt.
Wie Sterne und Galaxien entstehen und wie sie verteilt sind, erforscht Martin Roth. Im Interview berichtet er über neue Erkenntnisse und eine ganz besondere Kamera.
XENON1T ist der weltweit empfindlichste Detektor für die direkte Suche nach Dunkler Materie, wie die Daten der ersten dreißig Messtage zeigen.
eROSITA
Seit gut einem Jahr ist das Weltraumteleskop eRosita im All. Im Interview berichtet Peter Predehl über die ersten Meilensteine der Mission.
Galaxienentwicklung
Etliche Zwerggalaxien rund um die 13 Millionen Lichtjahre entfernte Galaxie Centaurus A bewegen sich offenbar in einer Ebene – und damit anders als erwartet.
Im Interview erzählt Arne Wickenbrock, wie sich der Spin von Atomkernen nutzen lässt, um mehr über Dunkle Materie zu erfahren.
Pulsare sind die kompaktesten Körper im Universum. Das macht sie zu idealen Testkörpern für die Allgemeine Relativitätstheorie.
Über fünfzig Jahre suchten Wissenschaftler nach Gravitationswellen. Am 11. Februar 2016 verkündeten Forscher, dass sie welche entdeckt hatten.
Zum Start von LISA Pathfinder erzählt Roland Haas, warum die neuen Weltraumdetektoren fündig werden müssten – und was passiert, wenn nicht.
Gewaltige Sternexplosionen setzen binnen Sekunden so viel Energie frei wie alle Sterne im Weltall zusammen im selben Zeitraum. Doch noch gibt es davon nur Simulationen.
Bis heute ist unklar, wie die kompakten Objekte genau aussehen. Durch den Nachweis von Gravitationswellen könnten die Theoretiker Ihre Modelle testen.
Das Bild des äußeren Sonnensystems hat sich in den vergangenen Jahrzehnten mehrmals grundlegend geändert. Geprägt wurde das Bild von immer neuen Enteckungen in der Region jenseits des Planeten Neptun.
Noch ist unser blauer Planet etwas Besonderes. Doch immer mehr Planeten bei anderen Sternen werden entdeckt, die erdähnlich und lebensfreundlich sein könnten.
Ständig kreuzen Staubteilchen oder kleine Gesteinsbrocken die Erdbahn. Gelegentlich kollidiert so ein Himmelskörper mit der Erde. Doch wie lässt sich das verhindern?
Neben Planeten und ihren Monden kreisen auch Millionen von kleineren Himmelskörpern – wenige Meter bis hin zu einigen Hundert Kilometern groß – um unsere Sonne.
Wir stellen uns und allerlei andere Dinge einfach auf die Waage, um das Gewicht zu ermitteln. Die Masse eines Planeten lässt sich nicht ganz so leicht bestimmen.
Welt der Physik sprach mit Harald Krüger vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen über einen möglichen neuen Planeten.
Kosmologie
Im Interview berichtet Hendrik Hildebrandt, warum die Verteilung der Materie im Universum das Standardmodell der Kosmologie infrage stellen könnte.
Teilchenphysik
Im Interview erklärt Hermann Nicolai, warum das Gravitino ein möglicher Kandidat für Dunkle Materie ist und wie sich das Teilchen nachweisen lassen könnte.
Er ist nach der Sonne das größte Objekt im Sonnensystem, enthält mehr als doppelt so viel Masse wie alle anderen Planeten zusammen und besitzt die meisten Monde.
Eigentlich sollte die gegenseitige Anziehung der Materie die Ausdehnung des Kosmos langsam abbremsen, doch stattdessen expandiert er scheinbar immer schneller.
Merkur ist nicht nur der kleinste, sondern auch der sonnennächste Planet in unserem Sonnensystem.
Frühes Universum
Im Interview erklärt Sarah Bosman, was weit entfernte aktive Galaxienkerne über die Geschichte unseres Universums preisgeben.
JUICE
Am 14. April 2023 startete die Raumsonde JUICE zum Jupiter, wo sie in sieben Jahren den Planeten und seine größten Eismonde untersuchen wird.
Zahlreiche Oberflächenstrukturen zeigen, dass es auf dem Mars einst Flüsse, Seen und vielleicht sogar einen Ozean gab. Gibt es auch heute noch Wasser auf dem roten Planeten?
Vor 4,5 Milliarden Jahren führte eine riesige Kollision zur Entstehung des Mondes.
Das ExoMars-Programm soll einerseits Technik für künftige Missionen testen und andererseits nach Spuren von Leben auf dem Mars suchen.
Abend- und Morgenstern sind ein und derselbe Himmelskörper. Und dabei handelt es sich gar nicht um einen Stern, sondern um einen Planeten.
Im Interview berichtet Sabina Raducan vom ersten Versuch, einen Asteroiden mit einer Raumsonde von seiner Bahn abzulenken.
Äquivalenzprinzip
Im Interview berichtet Claus Lämmerzahl, wie die Satellitenmission MICROSCOPE ein grundlegendes Prinzip der Physik erneut bestätigte.
Das im Mai 2012 eingeweihte Teleskop GREGOR zählt zu den leistungsfähigsten Sonnenteleskopen der Welt.
Die Strahlung der Sonne liefert die Energie für das Wettergeschehen auf der Erde. Da liegt die Vermutung nahe, dass Variationen der Sonnenstrahlung auch zu Klimaänderungen führen können.
Die intensive Strahlung der Sonne kann das Augenlicht in Sekundenschnelle schädigen – bei der Beobachtung ist also Vorsicht geboten.
Ein neuartiges Sonnenteleskop soll die Oberfläche unseres Zentralgestirns mit bisher unerreichter Genauigkeit beobachten.
Bei Sonnenfinsternissen schiebt sich der Mond zwischen Erde und Sonne und verdeckt diese teilweise oder sogar total.
Mithilfe von Neutrinos können Forscher nahezu in Echtzeit verfolgen, wie die Sonne durch Fusionsprozesse im Inneren ihre Energie gewinnt.
Seit 2006 gibt es in unserem Sonnensystem nur noch acht Planeten: Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun.
Tim Lichtenberg
Wie entstand die Erde? Und warum gibt es auf ihr Leben? Im Interview erzählt Tim Lichtenberg, wie weit entfernte Welten seinen Blick auf die eigene schärfen.
Rund achtzig Prozent der Materie im Universum bestehen offenbar aus einem unsichtbaren und bislang unbekannten Stoff.
Im Interview erzählt Jens Reiche, welche Quellen von Gravitationswellen sich mit LISA – einem geplanten Observatorium im Weltall – in Zukunft aufspüren lassen.
Das neue Observatorium beobachtet das Weltall im infraroten Licht und ermöglicht mit den Instrumenten an Bord spannende Einblicke – etwa in die ersten Galaxien im Kosmos oder in die Atmosphäre ferner Planeten.
KATRIN
Was die ersten Messergebnisse der Neutrinowaage KATRIN für die zukünftige Forschung bedeuten, erklärt Christian Weinheimer im Interview.
Die von Albert Einstein postulierten Verzerrungen der Raumzeit erlauben einen völlig neuen Zugang zum Universum.
Schwarze Löcher
Im Interview berichtet Lotte Mertens, wie sich Hawking-Strahlung – die eigentlich von Schwarzen Löchern ausgesendet wird – im Labor beobachten lassen könnte.
Caroline und Wilhelm Herschel
Erst musizierten sie gemeinsam, dann gingen Caroline und Wilhelm Herschel mit ganz anderen Instrumenten auf Entdeckungsreise am Sternhimmel.
Cecilia Payne
Cecilia Paynes Doktorarbeit zur Zusammensetzung der Sterne gilt als eine der genialsten der Astrophysik – obwohl sie auf Druck männlicher Kollegen ihre Ergebnisse zensierte.
Die beiden Marsmonde Phobos und Deimos könnten Bruchstücke eines größeren Trabanten sein, der vor ein bis drei Milliarden Jahren zerfiel.
Forscher haben einen Lageplan für leicht abbaubare Eisreservoirs unter der Oberfläche des Roten Planeten erstellt – geeignete Orte für künftige Kolonien.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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