Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Galaxien aus Milliarden Sternen verbiegen die Raumzeit

26.09.2007
Schon Einstein erkannte, dass die Raumzeit durch große Massen verbogen wird, so dass Lichtstrahlen oder Radiowellen scheinbar wie durch eine Linse abgelenkt werden.

Mit diesem Gravitationslinsen-Effekt fahnden Physiker heute beispielsweise nach erdähnlichen Planeten. An der Universität Bonn hat nun eine neue Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe ihre Arbeit angetreten. Die Forscher wollen unter anderem untersuchen, wie extrem weit entfernte Galaxien mit Milliarden von Sternen die Raumzeit verbiegen. So können sie erkennen, wie Galaxien altern - und vielleicht Rückschlüsse auf die rätselhafte dunkle Materie ziehen.

Dass große Massen die Ausbreitungsrichtung von Lichtstrahlen beeinflussen, hat man erstmals 1919 bei einer totalen Sonnenfinsternis nachgewiesen: Die Sterne, die am Rand unseres verdunkelten Zentralgestirns zu sehen waren, schienen weiter voneinander entfernt als normalerweise am Nachthimmel. Grund: Das von ihnen ausgehende Licht war zur Sonne hin abgelenkt worden. Einstein hatte dieses Phänomen schon 1916 in seiner allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt. Aus ihr lässt sich unter anderem herleiten, dass die Gravitation die Raumzeit "verbiegt": Wellen breiten sich scheinbar nicht mehr gradlinig aus, sondern werden abgelenkt - fast, als würden sie einer Masseanziehung unterliegen.

Weit entfernte Gravitationslinsen scheinen von der Erde aus nahezu punktförmig. Bei ihnen kann ein merkwürdiger Effekt auftreten: Wenn Objekte hinter ihnen stehen, die Licht- oder Radiowellen aussenden, können diese Wellen auf mehreren Wegen um die Linse herumlaufen. Im Teleskop sieht man dann beispielsweise zwei Bilder ein und desselben Objekts. "Wir durchsuchen den Himmel nach derartigen Doppelstrukturen", erklärt der Leiter der Emmy-Noether-Gruppe Dr. Olaf Wucknitz. "Dabei versuchen wir herauszufinden, ob es sich tatsächlich um zwei Quellen handelt oder um eine einzige - ob also eine Gravitationslinse die Ursache ist."

... mehr zu:
»Galaxie »Radiowelle »Raumzeit

Halo aus dunkler Materie

Denn derartige "gelinste" Bilder verraten Experten viel über die Linse selbst. "In der Regel handelt es sich dabei um weit entfernte Galaxien mit Hunderten von Milliarden Sternen von der Größe unserer Sonne", erläutert Wucknitz. "Je nach Masseverteilung in dieser Galaxie werden die Bilder von der dahinter liegenden Quelle unterschiedlich verzerrt. Wir erfahren also, wie die Linsen-Galaxie aufgebaut ist, selbst wenn man sie mit Hilfe eines Teleskops direkt gar nicht sehen kann." Dank dieser Methode wissen Astrophysiker heute beispielsweise, dass Galaxien von einem Halo aus dunkler Materie umgeben sind. Auch Planeten lassen sich durch diesen Linseneffekt finden.

Wucknitz beschäftigt sich schon seit seinem Studium in Hamburg mit Gravitationslinsen. Promoviert hat er bei einem der Pioniere auf diesem Gebiet, Professor Dr. Sjur Refsdal. Seine Doktorarbeit schrieb er unter anderem beim namhaften Jodrell Bank-Radioteleskop in Manchester. Auch danach blieb er der Radioastronomie treu - zuletzt durch seine Mitarbeit im europäischen Forschungsnetzwerk "ANGLES".

Den roten Faden seiner wissenschaftlichen Tätigkeit bilden aber die Gravitationslinsen. Diese möchte er nun unter anderem mit Hilfe des neuen Radioteleskops LOFAR erforschen. Das Akronym steht für Low Frequency Array, einen Zusammenschluss neuartiger Teleskope, die für niedrigfrequente Radiowellen empfindlich sind. Initiiert wurde das Projekt durch die Niederlande, wo auch die meisten der fußballplatzgroßen Antennenfelder stehen werden. "Aber auch in Deutschland werden LOFAR-Teleskope errichtet - beispielsweise neben dem Observatorium des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Effelsberg", sagt Wucknitz. "Wenn man diese Antennenfelder zusammen schaltet, kann man den Himmel systematisch und mit großer Auflösung nach gelinsten Radioquellen durchmustern."

Letztlich könnten seine Forschungsergebnisse auch etwas über die Jugendjahre unserer eigenen Galaxie verraten, der Milchstraße. Denn ein Blick in die Tiefen des Alls ist immer auch ein Blick in die Vergangenheit: Viele Milliarden Jahre sind Radiowellen von den Rändern des Universums unterwegs, bis wir sie auf der Erde auffangen. Entsprechend "veraltet" sind die Informationen, die sie liefern. "Wir erkennen so, wie die Linsen-Galaxien vor langer Zeit aussahen", betont Wucknitz. "Je näher die Linse, desto aktueller das Bild, was wir uns von ihr machen. Wir können so erkennen, wie Galaxien altern - und wie sie sich dabei verändern."

Kontakt:
Dr. Olaf Wucknitz
Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn
Telefon: 0228/73-1772
E-Mail: wucknitz@astro.uni-bonn.de

Frank Luerweg | idw
Weitere Informationen:
http://www.astro.uni-bonn.de/~wucknitz

Weitere Berichte zu: Galaxie Radiowelle Raumzeit

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Mögliche Heimatsterne für das interstellare Objekt 'Oumuamua'
25.09.2018 | Max-Planck-Institut für Astronomie

nachricht Forscher untersuchten Wechselwirkungen in künstlichen Systemen
24.09.2018 | Universität Leipzig

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neue Therapien bei Gefäßerkrankungen

Auf der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Angiologie (DGA) vom 12. bis 15. September in Münster stellten Gefäßspezialisten aus ganz Deutschland die neuesten Therapien bei Gefäßerkrankungen vor. Vor allem in den Bereichen periphere arterielle Verschlusskrankheit (pAVK) und venöse Verschlusskrankheiten wie die Tiefe Venenthrombose (TVT) gibt gute Neuigkeiten für die Patienten. Viele der 720 Gefäßspezialisten, die an der Jahrestagung teilnahmen, stellten neueste Studienergebnisse vor.

Millionen Menschen leiden in Deutschland unter Gefäßerkrankungen, allein rund fünf Millionen unter der „Schaufensterkrankheit“, medizinisch periphere...

Im Focus: Wie Magnetismus entsteht: Elektronen stärker verbunden als gedacht

Wieso sind manche Metalle magnetisch? Diese einfache Frage ist wissenschaftlich gar nicht so leicht fundiert zu beantworten. Das zeigt eine aktuelle Arbeit von Wissenschaftlern des Forschungszentrums Jülich und der Universität Halle. Den Forschern ist es zum ersten Mal gelungen, in einem magnetischen Material, in diesem Fall Kobalt, die Wechselwirkung zwischen einzelnen Elektronen sichtbar zu machen, die letztlich zur Ausbildung der magnetischen Eigenschaften führt. Damit sind erstmals genaue Einblicke in den elektronischen Ursprung des Magnetismus möglich, die vorher nur auf theoretischem Weg zugänglich waren.

Für ihre Untersuchung nutzten die Forscher ein spezielles Elektronenmikroskop, das das Forschungszentrum Jülich am Elettra-Speicherring im italienischen Triest...

Im Focus: Erstmals gemessen: Wie lange dauert ein Quantensprung?

Mit Hilfe ausgeklügelter Experimente und Berechnungen der TU Wien ist es erstmals gelungen, die Dauer des berühmten photoelektrischen Effekts zu messen.

Es war eines der entscheidenden Experimente für die Quantenphysik: Wenn Licht auf bestimmte Materialien fällt, werden Elektronen aus der Oberfläche...

Im Focus: Scientists present new observations to understand the phase transition in quantum chromodynamics

The building blocks of matter in our universe were formed in the first 10 microseconds of its existence, according to the currently accepted scientific picture. After the Big Bang about 13.7 billion years ago, matter consisted mainly of quarks and gluons, two types of elementary particles whose interactions are governed by quantum chromodynamics (QCD), the theory of strong interaction. In the early universe, these particles moved (nearly) freely in a quark-gluon plasma.

This is a joint press release of University Muenster and Heidelberg as well as the GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt.

Then, in a phase transition, they combined and formed hadrons, among them the building blocks of atomic nuclei, protons and neutrons. In the current issue of...

Im Focus: Der Truck der Zukunft

Lastkraftwagen (Lkw) sind für den Gütertransport auch in den kommenden Jahrzehnten unverzichtbar. Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der Technischen Universität München (TUM) und ihre Partner haben ein Konzept für den Truck der Zukunft erarbeitet. Dazu zählen die europaweite Zulassung für Lang-Lkw, der Diesel-Hybrid-Antrieb und eine multifunktionale Fahrerkabine.

Laut der Prognose des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur wird der Lkw-Güterverkehr bis 2030 im Vergleich zu 2010 um 39 Prozent steigen....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

4. BF21-Jahrestagung „Car Data – Telematik – Mobilität – Fahrerassistenzsysteme – Autonomes Fahren – eCall – Connected Car“

21.09.2018 | Veranstaltungen

Forum Additive Fertigung: So gelingt der Einstieg in den 3D-Druck

21.09.2018 | Veranstaltungen

12. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

20.09.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Mit traditionellen Methoden gegen extreme Trockenheit

24.09.2018 | Geowissenschaften

Europäische Spitzenforschung auf der EuMW

24.09.2018 | Messenachrichten

Neue Therapien bei Gefäßerkrankungen

24.09.2018 | Medizintechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics