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Beobachtende Astronomie
Im Interview berichtet Christian Straubmeier, wie das Instrument GRAVITY am Very Large Telescope seit einigen Jahren detailreiche Einblicke ins Weltall ermöglicht.
Schwarze Löcher
Im Interview berichtet Lotte Mertens, wie sich Hawking-Strahlung – die eigentlich von Schwarzen Löchern ausgesendet wird – im Labor beobachten lassen könnte.
Gravitationswellen
Im Interview erzählt Jens Reiche, welche Quellen von Gravitationswellen sich mit LISA – einem geplanten Observatorium im Weltall – in Zukunft aufspüren lassen.
Teilchenphysik
Nicht alle Prozesse in der Elementarteilchenphysik gehorchen fundamentalen Symmetrien. Nun haben Forscher eine weitere Ausnahme entdeckt.
Äquivalenzprinzip
Im Interview berichtet Claus Lämmerzahl, wie die Satellitenmission MICROSCOPE ein grundlegendes Prinzip der Physik erneut bestätigte.
Universum
Mit dem AMS-02-Experiment an Bord der internationalen Raumstation untersuchen Wissenschaftler seit einigen Jahren die Eigenschaften der kosmischen Strahlung.
Quantengravitation
Im Interview stellt Martin Bojowald ein neues Modell von einer fundamentalen Zeit vor, die den Takt im gesamten Universum angibt.
Verzerrungen der Raumzeit versprechen neue Erkenntnisse über den Kosmos. Allerdings ist ihre Beschreibung abstrakt und die Beobachtung schwierig.
Spezielle Relativitätstheorie
Wie Forscher das Zwillingspaar aus dem bekannten Gedankenexperiment durch ein einziges Quantenobjekt ersetzen, erklärt Sina Loriani im Interview.
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.
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.
Zum Start von LISA Pathfinder erzählt Roland Haas, warum die neuen Weltraumdetektoren fündig werden müssten – und was passiert, wenn nicht.
Bis heute ist unklar, wie die kompakten Objekte genau aussehen. Durch den Nachweis von Gravitationswellen könnten die Theoretiker Ihre Modelle testen.
Welche kosmischen Ereignisse die fünfzig bisher entdeckten Gravitationswellensignale hervorriefen und welche Überraschungen darunter waren, berichtet Frank Ohme im Interview.
Exoplaneten
Astronomen setzen maschinelles Lernen ein, um die Atmosphären von Exoplaneten schneller als mit bisherigen Verfahren zu untersuchen.
Planetenentstehung
Im Interview berichtet Sierk van Terwisga, was die Masse von planetenbildenden Scheiben über ihr Alter verrät.
Ionenfalle
Für ihre Experimente an einzelnen Quantenteilchen erhielten David Wineland und Serge Haroche den Physik-Nobelpreis 2012.
Himmelsbeobachtung
Mit dem Event Horizon Telescope, einem Zusammenschluss von Radioteleskopen in aller Welt, gelang die erste Aufnahme eines supermassereichen Schwarzen Lochs.
Physik hinter den Dingen
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.
Antimaterie
Im Interview erzählt Masaki Hori, welches unerwartete Verhalten er und sein Team bei Antiprotonen in supraflüssigem Helium beobachtet haben.
Neue Beobachtungsmethoden und moderne Instrumente ermöglichen seit einigen Jahren den Nachweis von Planeten in anderen Sonnensystemen, die Lichtjahre von der Erde entfernt sind.
Milchstraße
Im Interview berichtet Dietrich Baade, wieso die Entdeckung des bisher erdnächsten Schwarzen Lochs nur die Spitze des Eisbergs darstellt.
Astronomen vergleichen verschiedene Eigenschaften von Exoplaneten mit denen der Erde, um die Lebensbedingungen auf diesen fernen Welten abzuschätzen.
Astronomen wollen gewissermaßen den Schatten eines Schwarzen Lochs beobachten – das wäre der erste direkte Nachweis, dass diese Objekte existieren.
Exoplanet
In unserem Podcast berichtete Lisa Kaltenegger vom Max-Planck-Institut für Astronomie über die Suche nach einer zweiten Erde. Hier finden Sie den Beitrag zum Nachlesen.
Albert Einstein und die Relativitätstheorie
Mit ein bisschen Nachdenken zeigt sich, dass die Äquivalenz von Energie und Masse eine unvermeidliche Konsequenz der relativistischen Physik ist.
Energie ist gleich Masse mal Lichtgeschwindigkeit zum Quadrat – diese Formel begegnet nicht nur Physikern, sondern uns allen immer wieder.
Einige Monate nach der ersten Entdeckung von Gravitationswellen kann die Gravitationswellenastronomie schon einen zweiten Erfolg vorweisen.
Teilchen
Im BASE-Experiment sind Forscher dem entscheidenden Unterschied zwischen Materie und Antimaterie auf der Spur.
Im ASACUSA-Projekt am CERN suchen Forscher nach Unterschieden zwischen Materie und Antimaterie.
Symmetrien
Der heutigen Vorstellung von Raum und Zeit liegt ein enges Zusammenspiel von Symmetrien und fundamentalen Naturgesetzen zugrunde. Im Zentrum dieser Erkenntnis steht das sogenannte Noether-Theorem.
Symmetrie
Kolloide sind im Alltag allgegenwärtig. Forscher untersuchen, wie sich die kleinen Teilchen zu symmetrischen Strukturen zusammensetzen und wie äußere Bedingungen die Geometrie dieser Strukturen bestimmen.
Symmetrien bilden das Grundgerüst, auf dem viele physikalische Theorien beruhen. Das Standardmodell der Elementarteilchen ist dabei in seinem Kern symmetrisch aufgebaut.
Obwohl Quasikristalle bereits vor 30 Jahren entdeckt wurden, sind viele ihrer Eigenarten noch nicht verstanden. Inzwischen könnten aus einer neuen Art von Quasikristallen Materialien mit besonderen Eigenschaften entstehen.
Materie
Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Metallforschung in Stuttgart haben erstmals nachgewiesen, dass Flüssigkeiten über eine fünfzählige innere Symmetrie verfügen. Dieses Ergebnis ist von grundlegender Bedeutung für das Verständnis der…
Forschung – gefördert vom BMBF
Forscher entwickeln einen neuen Detektor für das Belle-II-Experiment, das Phänomene jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik aufspüren soll.
Allgemeine Relativitätstheorie
Im Interview berichtet Jutta Kunz, wie sich die Idee von Schwarzen Löchern in der Physik allmählich durchsetzte.
Verschmelzende Schwarze Löcher durch Gravitationswellen beobachtet – Welt der Physik sprach mit den beteiligten Forschern Bruce Allen und Harald Lück darüber, wie die Entdeckung abgelaufen ist.
Mit GRAVITY wollen Astronomen die Bewegungen von Himmelskörpern hochpräzise vermessen.
Strömt Materie auf das supermassereiche Schwarze Loch inmitten einer Galaxie, kann diese erstaunlich hell aufleuchten. Astronomen sprechen von einem aktiven galaktischen Kern.
Im Interview spricht Sera Markoff über die wissenschaftliche Bedeutung der ersten Aufnahme von einem Schwarzen Loch.
Mit dem Instrument HIRES am Extremely Large Telescope wollen Astronomen künftig Lebensspuren in der Atmosphäre von fernen Exoplaneten aufspüren.
Die Gravitation von Schwarzen Löchern ist derart stark, dass weder Materie noch Licht aus diesen Objekten entkommen kann.
Navigationssysteme, Uhren und Partikel in Teilchenbeschleunigern gehorchen zum Beispiel der Relativitätstheorie. Die Physik dahinter lässt sich auch ohne Mathematik nachvollziehen.
Preise
Alljährlich verleiht die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften in Stockholm den Physiknobelpreis. Hier stellen wir die Preisträger der vergangenen Jahre vor.
Nobelpreis für Physik
Der Physiknobelpreis wurde 2016 „für die theoretische Entdeckung von topologischen Phasenübergängen und topologischen Phasen der Materie” verliehen.
Exomonde
Warum man auf den Monden von sternlosen Planeten nach Leben suchen sollte, erklärt Barbara Ercolano im Interview.
Radioastronomie
Im Interview erzählt Michael Kramer von der Suche nach Gravitationswellen mithilfe von Pulsaren.
Wie sich Detektoren zum Nachweis von Gravitationswellen immer weiter verbesser lassen, berichtet Harald Lück im Interview.
Schon bald wollen Astronomen mit dem Instrument CRIRES + am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte die Atmosphären von extrasolaren Planeten untersuchen.
Um einen extrem seltenen Teilchenzerfall aufzuspüren, wollen Wissenschaftler das Experiment GERDA unter dem Gran-Sasso-Massiv in Italien erweitern.
Fraktal heißen Objekte, bei denen das Ganze seinen Bestandteilen ähnelt: Darunter fallen Bäume und Kristalle, aber auch Ansammlungen von Galaxienhaufen.
IceCube
Im Interview berichtet Elisa Resconi, wie sich erstmals eine Neutrinoquelle in unserer direkten kosmischen Nachbarschaft aufspüren ließ.
Im Interview berichtet Sabine Hossenfelder von der Suche nach einer Theorie, die sowohl Effekte der Quantenphysik als auch der Allgemeinen Relativitätstheorie beschreibt.
Jahresrückblicke
Der erste direkte Nachweis von Gravitationswellen, ein überraschender Physiknobelpreis und eine Bruchlandung auf dem Mars – auch 2016 wurde es nicht langweilig.
Mit dem Projekt „Black Hole Cam“ möchten Astronomen erstmals das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße abbilden.
Der Physik-Nobelpreis 2015 wurde die Entdeckung der Neutrinooszillationen geehrt. Es ist bereits der vierte Nobelpreis für die Neutrinophysik in 30 Jahren.
Noch ist unser blauer Planet etwas Besonderes. Doch immer mehr Planeten bei anderen Sternen werden entdeckt, die erdähnlich und lebensfreundlich sein könnten.
Auch in diesem Jahr machten Gravitationswellen wieder Schlagzeilen. Außerdem glückte die Quantenkommunikation per Satellit und der weltweit leistungsfähigste Röntgenlaser ging in Betrieb.
James-Webb-Teleskop
Manuel Güdel erzählt im Interview von einem besonderen Exoplaneten, den er und sein Team mit dem James-Webb-Teleskop untersucht haben.
Michèle Heurs
Mit herausragenden Lasern und viel Geduld sucht Michèle Heurs nach Gravitationswellen – und baut ein neues Zentrum der Deutschen Astrophysik mit auf.
In 218 Lichtjahren Entfernung umkreisen zwei auffallend leichte Planeten ihren Zentralstern. Das Besondere: Einer ihrer Hauptbestandteile ist Wasser.
Beobachtungen zeigen, dass der Planet Kepler-1658b in 2,5 Millionen Jahren in seinen Stern stürzen wird.
In Beobachtungsdaten des Teleskops TESS fanden Forscher drei verschiedene Arten von Planeten, die um Rote Zwerge kreisen.
Neue Beobachtungen zeigen, warum manche Schwarze Löcher so hell strahlen.
Ob auf einem Planeten lebensfreundliche Bedingungen herrschen oder nicht, hängt auch davon ob, woraus sein Zentralgestirn besteht.
Relativitätstheorie
An rotierenden Neutronensternen ließen sich mehrere Phänomene beobachten, die von der Allgemeinen Relativitätstheorie bislang nur theoretisch vorhergesagt wurden.
Vermutlich sorgten zwei ausgedehnte Gaswolken für die unerwarteten Strahlungsausbrüche beim supermassereichen Schwarzen Loch in der Milchstraße.
Neue Computersimulationen liefern eine mögliche Erklärung für bislang rätselhafte Ansammlungen von Sternen um unsere Milchstraße.
Frühes Universum
Eine netzartige Struktur aus Gas umgibt ein supermassereiches Schwarzes Loch im jungen Kosmos und sorgt für einen stetigen Nachschub an Materie.
Quantenphysik
Den Nobelpreis für Physik erhalten dieses Jahr Alain Aspect, John F. Clauser und Anton Zeilinger für ihre Arbeiten auf dem Gebiet der Quantenmechanik.
Event Horizon Telescope
Mit einem Zusammenschluss aus mehreren Radioteleskopen gelang erstmals ein direkter Blick auf das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie.
Ein neues Bild vom Zentrum der Galaxie M87 zeigt die Struktur der Magnetfelder am Rande des supermassereichen Schwarzen Lochs.
Mit dem Event Horizon Telescope untersuchten Astronomen nun auch das Zentrum der Radiogalaxie Centaurus A – und entdeckten bekannte Strukturen.
Wie bei den ersten beiden Nachweisen mit LIGO entstanden die beobachteten Wellen bei der Verschmelzung von zwei Schwarzen Löchern.
Die LIGO-Detektoren haben ein zweites Signal verschmelzender Schwarzer Löcher nachgewiesen, das die erste Entdeckung bestätigt.
Computersimulationen verbinden Modelle der Sternentwicklung mit Schwingungen der Raumzeit.
Mit den Gravitationswellendetektoren LIGO und Virgo haben Wissenschaftler ein überraschendes Doppelsystem aufgespürt.
Verschmelzen supermassereiche Schwarze Löcher, beeinflussen sie damit die Ankunftszeit von Radiopulsen auf der Erde.
Astronomen beenden ihre elfjährige Untersuchung von 24 Pulsaren ohne Ergebnis, wollen aber weitersuchen.
In einem Bose-Einstein-Kondensat aus Rubidiumatomen trennten Physiker zwei überlagerte Wellenpakete einen halben Meter voneinander.
Bei der Verschmelzung Schwarzer Löcher sollten eigentlich Gravitationswellen entstehen. Doch diese lassen sich bislang nicht aufspüren.
Schwingungen der Raumzeit könnten Spuren in ultrakalten Gaswolken hinterlassen.
Forscher lassen Goldwürfel in einem Satelliten frei fallen, um Messtechniken im Weltraum für stark niederfrequente Gravitationswellen zu testen.
Wissenschaftler konnten Verzerrungen der Raumzeit nachweisen, die Einstein bereits vor hundert Jahren vorhersagte.
Um einen nur 26 Lichtjahre entfernten Stern entdecken Astronomen einen Gesteinsplaneten – ein idealer Kandidat für Beobachtungen mit künftigen Großteleskopen.
Eine dichte Wolkendecke könnte erklären, warum Riesenplaneten auf engen Umlaufbahnen überraschend einheitliche Temperaturen auf ihrer Nachtseite zeigen.
Messungen am CERN zeigen: Bestimmte Atomkerne aus Antimaterie wechselwirken nur wenig mit gewöhnlicher Materie. Das könnte die Suche nach Dunkler Materie erleichtern.
Mit mehreren Teleskopen wiesen Astronomen ein Schwarzes Loch in nicht einmal 1600 Lichtjahren Entfernung nach. Doch die Entstehung des Systems birgt Rätsel.
Mithilfe von Computersimulationen zeigten Astronomen erstmals, wie im jungen Kosmos kleinere Schwarze Löcher entstanden, die zu Quasaren anwuchsen.
Zwerggalaxien
Forschern gelingt ein neuer Einblick in die Entwicklung supermassereicher Schwarzer Löcher.
Mit einer neuen Methode fanden Astronomen erstmals einen Planeten in einer fremden Galaxie – anhand einer für drei Stunden aussetzenden Röntgenquelle.
Ein Forscher präsentiert nun einen neuen theoretischer Ansatz für eine Art „Warp-Antrieb“.
Astrophysik
Cygnus X-1 – ein rund 7000 Lichtjahre von uns entferntes Schwarzes Loch – enthält offenbar mehr Masse als die Theorie erlaubt.
Auszeichnungen
Der Nobelpreis für Physik wird dieses Jahr an Roger Penrose, Reinhard Genzel und Andrea Ghez für die Forschung an Schwarzen Löchern verliehen.
Ob sich ein Planetensystem relativ isoliert bildet oder ihm andere Sterne dabei nahekommen, wirkt sich entscheidend auf die spätere Architektur des Systems aus.
Der Stern S2 umkreist das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße exakt so, wie es die Allgemeine Relativitätstheorie vorhersagt.
Der Nobelpreis für Physik wird dieses Jahr zur Hälfte an James Peebles verliehen, zur anderen Hälfte gemeinsam an Michel Mayor und Didier Queloz für ihre „Beiträge zum Verständnis des Universums und des Platzes der Erde im Kosmos“.
Der Physiknobelpreis 2017 wird für die erste direkte Beobachtung von Gravitationswellen verliehen.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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