​​​​​Formel für Lichtringe ums Schwarzen Loch
#Kosmos #Astrophysik #Ereignishorizont #Gravitation #Lichtring #Photonenorbit #Photonenring #SchwarzesLoch #Singularität

Optische Zeitkapsel: Knapp außerhalb des Ereignishorizonts liegt eine schmale Zone, in dem Licht eingefangen wird und das Schwarze Loch mehrfach umkreist․ Als Folge entstehen Ringe aus unterschiedlich alten Abbildern des Universums – wie eine visuelle Zeitkapsel․ Wie weit diese Photonensphären voneinander entfernt sind und welche Mathematik dahintersteckt, hat nun ein Forscher enträtselt․ Seine Formeln erlauben․․․

​​​​​Neutronensterne haben Millimeter-Berge
#Kosmos #Astrophysik #Berge #Erhebung #Gravitation #Neutronenstern #Oberfläche #Schwerkraft

Perfekt geglättet: Neutronensterne könnten zu den perfektesten Kugeln im Kosmos gehören․ Denn selbst die höchsten Erhebungen auf ihrer Oberfläche sind nur Bruchteile eines Millimeters hoch, wie ein neues Modell nahelegt․ Ursache dieser extremem Glättung ist die enorme Schwerkraft dieser kompakten Sternenreste․ Ihre Anziehung ist so stark, dass sie fast jede Unebenheit einebnet․ Bisher vermutete man,․․․

​​​​​Erstes Licht von der Rückseite eines Schwarzen Lochs
#Kosmos #Akkretionsscheibe #Astrophysik #Einstein #Gravitation #Licht #Röntgenstrahlung #SchwarzesLoch #Strahlungsausbruch #Verzerrung

Theorie bestätigt: Astronomen haben erstmals Licht von der Rückseite eines Schwarzen Lochs beobachtet – und damit ein von Einsteins Relativitätstheorie vorhergesagtes Phänomen nachgewiesen․ Die eingefangene Röntgenstrahlung ging von der uns abgewandten Seite eines supermassereichen Schwarzen Lochs aus, wurde vom Ereignishorizont reflektiert und so abgelenkt, dass sie mit Verzögerung auf der Vorderseite erschien, wie die Forscher․․․

​​​​​Kälterekord im freien Fall
#Technik #Abkühlung #Atomwolke #BoseEinsteinKondensat #FAllturm #Gravitation #Kälte #Materielinse #Physik #Temperaturrekord #ultrakalt

Ultrakalt und lange stabil: Physiker haben das weltweit kälteste und langlebigste Bose-Einstein-Kondensat erzeugt – im freien Fall․ Sie kühlten dafür eine Atomwolke herunter, bis sie eine einheitlich reagierende Materiewelle bildete und engten die Atombewegung mithilfe eines neuen Verfahrens weiter ein․ Dadurch sank die Temperatur des Kondensats bis auf 38 Pikokelvin – nur 38 Billionstel Grad․․․

​​​​​Doppelpulsar bestätigt Einstein – siebenfach
#Kosmos #Einstein #Gravitation #Gravitationswellen #Physik #Präzession #Pulsar #Raumzeit #RaumzeitKrümmung #Zeitdehnung

Sieben auf einen Streich: Ein System aus zwei Pulsaren hat es Astronomen ermöglicht, gleich sieben Kernaussagen der Allgemeinen Relativitätstheorie zu überprüfen․ Darunter sind Grundannahmen wie die Zeitdehnung, die Rotverschiebung des Lichts oder die Umwandlung von Masse in Energie, aber auch das „Mitschleifen“ der Raumzeit durch schnelle Rotation․ Einsteins Theorien wurden jedoch erneut in allen Aspekten․․․

​​​​​Antimaterie im Doppel-Test
#Technik #Antimaterie #Antiproton #Äquivalenz #Gravitation #MasseLadungsVerhältnis #Physik #Proton

Rätsel bleibt: Auf der Suche nach Unterschieden zwischen Antimaterie und Materie haben Physiker die bisher genauesten Vergleichsmessungen durchgeführt․ Dabei zeigte sich, dass das Antiproton weder im Ladungs-Masse-Verhältnis noch in seiner Reaktion auf die Gravitation von seinem Materie-Gegenpart abweicht․ Das bestätigt das Standardmodell und ist ein Hinweis darauf, dass die Symmetrie von Materie und Antimaterie in․․․

​​​​​Quantensensor durchleuchtet den Untergrund
#Geowissen #Technik #Erkundung #Gradiometer #Gravimeter #Gravitation #Schwerkraft #Untergrund #Vermessung

Atom-Messgerät wird mobil: Ein neuartiger Quantensensor kann selbst kleinräumige Anomalien des Schwerefels messen und so verborgene Strukturen im Untergrund aufspüren․ Zum ersten Mal ist ein solches Atom-Gradiometer zudem robust und mobil genug, um außerhalb des Labors praktisch eingesetzt zu werden․ Dies eröffnet neue Möglichkeiten, beispielsweise Tunnel, Schächte und oder größere Objekte auch im Untergrund dicht․․․

​​​​​Gravitationskonstante neu vermessen
#Physik #Anziehung #Gravitation #Gravitationskonstante #Newton #Schwerkraft

Die Gravitation ist die bisher am ungenauesten bestimmte Grundkraft․ Jetzt haben Physiker die Gravitationskonstante erstmals mit einer neuen Methode gemessen․ Dafür beobachteten sie tief in einer unterirdischen Alpenfestung die Vibrationen eines Detektorstabs, die durch die Gravitationskopplung mit einem zweiten Stab entstehen․ Noch ist die Methode nicht präzise genug, um die Konstante zu präzisieren, sie hat․․․

​​​​​Rätsel um Galaxien ohne „dunkle“ Halos
#Kosmos #ColdDarkMatter #DunmkleMaterie #Gezeitenkräfte #Gravitation #Halo #Kosmologie #mZwerggalaxien #Standardmodell

Widerspruch zur Theorie: Zwerggalaxien im nahen Fornax-Galaxienhaufen verhalten sich anders als sie eigentlich dürften, wie eine Studie aufzeigt․ Normalerweise müsste ein Halo aus Dunkler Materie die Zwerggalaxien vor den verformenden Gezeitenkräften anderer, naher Galaxien schützen․ Doch das ist der vergleichenden Analyse zufolge nicht der Fall․ Die Astronomen stellten einen deutlichen Widerspruch zum kosmologischen Standardmodell fest․․․

​​​​​Erstes Bild eines Photonenrings
#Kosmos #Astronomie #EHT #Ereignishorizont #EVentHorizonTeelskop #Gravitation #Lichtring #M87 #Photonenring #SchwarzesLoch

Einzigartiger Einblick: Astronomen haben erstmals den Photonenring eines Schwarzen Lochs sichtbar gemacht – ein schon von Albert Einstein vorhergesagtes Phänomen․ Demnach bilden die vom Schwarzen Loch gefangenen Photonen nah am Ereignishorizont einen dünnen Lichtring aus konzentrischen Photonenbahnen․ Durch eine Neuanalyse der Daten, die das Event-Horizon-Teleskop vom Schwarzen Loch M87 aufgezeichnet hat, gelang es dem Team․․․

​​​​​Keine Alternative zur Dunklen Energie?
#Kosmos #DunkleEnergie #Einstein #Gravitation #Gravitationstheorie #kosmischeExpansion #Kosmologie #Relativitätstheorie

Anhaltendes Mysterium: Warum dehnt sich das Universum immer schneller aus? Ist Einsteins Vorstellung der Gravitation womöglich falsch oder unvollständig? Das haben Astronomen nun mithilfe von 100 Millionen Galaxien für sechs alternative Theorien untersucht – Modellen, die Einsteins Beschreibung der Gravitation abwandeln oder durch noch unerkannte Teilchen ergänzen․ Das Ergebnis: Einstein und das gängige kosmologische Modell․․․

​​​​​Einsteins Äquivalenzprinzip erneut bestätigt
#Physik #Äquivalenz #Äquivalenzprinzip #Einstein #Falltest #Gravitation #Relativitätstheorie

Test im All: Das physikalische Grundprinzip der schwachen Äquivalenz hat seinen bisher strengsten Test bestanden – und damit Einsteins Relativitätstheorie erneut bestätigt․ Das Satelliten-Experiment MICROSCOPE überprüfte, ob die Gravitation auf zwei unterschiedliche Testmassen gleich wirkt․ Die Gültigkeit des Äquivalenzprinzips wurde dabei erstmals bis auf 10-15 genau bestätigt․ Dies engt auch den Raum für Erweiterungen der․․․

​​​​​Keine Spur von Quantengravitation
#Physik #Einstein #Gravitation #IceCube #neuePhysik #Neutrino #NeutrinoOszillation #Quantengravitation #Quantenphysik #Raumzeit

Fahndung im All: Wie lassen sich Einsteins Gravitation und die Quantenphysik unter einen Hut bringen? Zumindest einige Erklärungsmodelle für eine solche Quantengravitation haben Physiker nun ausgeschlossen․ Als Prüfstein diente ihnen dabei die Oszillation von energiereichen kosmischen Neutrinos – Teilchen, die Milliarden Lichtjahre weit durchs All rasen․ Messdaten des Neutrino-Detektors IceCube konnten keine quantenphysikalischen Störeffekte der․․․

​​​​​Schwarze Löcher: Hawking-Strahlung im Labor
#Kosmos #Physik #Barriere #Ereignishorizont #Gravitation #HawkingStrahlung #Raumzeit #SchwarzesLoch #Singularität

Ereignishorizont im Mini-Format: Um zu verstehen, was am Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs geschieht, kann schon eine Kette ultrakalter Atome reichen, wie Physiker demonstriert haben․ Demnach kann eine solche Kette nicht nur den Barriere-Effekt des Ereignishorizonts nachahmen, auch die nötigen Voraussetzungen für die Hawking-Strahlung lassen sich so erforschen․ Das Team hat so schon erste Erkenntnisse zu․․․

​​​​​Highlights der Physik 2022
#Physik #DARTMission #Gravitation #Highlights #JamesWebbTeleskop #Optoelektronik #Strahlung #Tetraneutron #ultrakalt

Was waren die spannendsten Errungenschaften und Erkenntnisse der Physik in diesem Jahr? Das Magazin „Physics World“ hat die Top Ten für 2022 gekürt․ Darunter sind das Tetraneutron, ultrakalte Moleküle und die Obergrenze optoelektronischer Schaltungen, aber auch das James-Webb-Teleskop und die DART-Mission der NASA, sowie ein Rekord bei der direkten Stromerzeugung durch Wärme und eine neuartige․․․

​​​​​Neuer Blick auf das Schwarze Loch M87*
#Kosmos #Astronomie #EHT #Einstein #Ereignishorizont #Gravitation #KISystem #Lichtring #M87 #SchwarzesLoch #Teleskopverbund

Remake eines ikonischen Bildes: Das erste im Foto festgehaltene Schwarze Loch M87 sieht etwas anders aus als zunächst gezeigt – der zentrale Schatten ist etwas größer, der helle Lichtring aus leuchtenden Gasen dagegen schmaler․ Das hat eine KI-gestützte Neuanalyse der Rohdaten des Event Horizon Telescope (EHT) ergeben․ Das neue Analysemodell erlaubt es, Lücken in solchen․․․

​​​​​Neuer Fahnder für die Dunkle Materie
#Kosmos #Astronomie #BallonTeleskop #DunkleMaterie #Galaxienhaufen #Gravitation #SuperBIT #Teleskop

Ein Mitte April gestartetes Ballon-Teleskop soll helfen, die Natur der Dunkeln Materie zu ergründen․ Dafür kartiert das „SuperBIT“-Teleskop kollidierende Galaxienhaufen und ermittelt mithilfe des Gravitationslinseneffekts, wie die Dunkle Materie in ihnen verteilt ist․ Dies soll klären, ob und wie stark die Teilchen der Dunklen Materie untereinander wechselwirken – und so neue Hinweise auf ihre Identität․․․

​​​​​Einsteins Äquivalenzprinzip bestätigt
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Einstein behält recht: Eine Tonne Blei und eine Tonne Federn reagieren nicht nur gleich auf die Schwerkraft – auch ihre aktive und passive Gravitationswirkung sind äquivalent․ Dieses von Albert Einstein in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagte Äquivalenzprinzip haben Physiker nun erneut bestätigt und präzisiert․ Grundlage ihrer Berechnungen waren Lasermessungen des Abstands zwischen Mond und Erde․ Sie․․․

​​​​​Fällt Antimaterie nach unten oder oben?
#Physik #ALPHAg #AntiGRavitation #Antimaterie #Antiwasserstoff #CERN #Gravitation #Schwerkraft

Wichtiger Durchbruch: Physiker haben erstmals experimentell geklärt, ob Antimaterie von der Schwerkraft angezogen oder aber abgestoßen wird – bisher gab es nur theoretische Annahmen dazu․ Doch nun belegt das ALPHA-g-Experiment am CERN, dass auch Antiwasserstoff von der Erdschwerkraft angezogen wird und nach unten fällt․ Die Gravitation wirkt demnach auf Antimaterie ähnlich wie auf Materie, wie․․․

​​​​​„Unmögliche“ Protosterne am Schwarzen Loch
#Kosmos #Galaxienzentrum #Gezeitenkräfte #Gravitation #Milchstraße #Protosterne #SagittariusA #SchwarzesLoch #Sternbildung

Überraschend jung: Astronomen haben einen ganzen Haufen verblüffend junger Protosterne direkt am zentralen Schwarzen Loch der Milchstraße entdeckt․ Sie sind erst wenige zehntausend Jahre alt und liegen noch in ihren staubigen Bildungsscheiben, wie Beobachtungen mit Infrarot- und Radioteleskopen enthüllen․ Das Merkwürdige daran: So nah am Schwarzen Loch müssten die enormen Gezeitenkräfte eigentlich alle Sternbildungswolken sofort․․․