Wissenschaft und TechnologieS


Phoenix

Wenn die Symmetrie bricht - Wie eine Supernova entsteht

Bild
© Ott/Caltech (simulation), Drasco/Calpoly San Luis Obsipo (visualization)Sternenkern mutiert kurz vor der Explosion zu einem asymmetrischen Klumpen
Es sieht aus wie ein Zellhaufen oder verklebte Seifenblasen - doch dieser Klumpen ist der Kern eines sterbenden Sterns. Kurz bevor er kollabiert und in einer Supernova explodiert, verwandelt sich der normalerweise kugelförmige Kern in ein unförmiges, waberndes Gebilde, wie Astrophysiker herausgefunden haben. Diese Aufnahme zeigt diese kritische Phase in der Simulation.

Wenn massereiche Sterne ihren Fusionsbrennstoff erschöpft haben, dann folgt über kurz oder lang der Kernkollaps. Denn der normalerweise der Schwerkraft entgegenwirkende Strahlungsdruck der Fusion fällt nun weg und dadurch stürzt der Sternenkern in sich selbst zusammen. Warum aber einige dieser Ereignisse zu einer Supernova führen und dann ein Neutronenstern oder Schwarzes Loch übrig bleibt und bei anderen eine Explosion ausbleibt, war bisher unklar. Forscher vermuteten aber, dass die Entwicklung des Kerns direkt vor der Explosion der entscheidende Schlüssel dafür sein könnte.

R2-D2

Google und die selbstfahrenden Autos - Unfälle bleiben nicht aus, aber nie war die Maschine Schuld

Bild
© David Paul Morris/BloombergGoogle testet seine Technik für selbstfahrende Autos auch in Wagen von klassischen Autoherstellern
Die Erkenntnis von Google nach Millionen Kilometern in selbstfahrenden Autos: Auch ihnen werden Unfälle passieren. Aber die Computer seien nie der Grund dafür gewesen und hätten mehrfach Zusammenstöße verhindert.

Die selbstfahrenden Autos von Google sind in sechs Jahren in elf kleinere Unfälle verwickelt worden. "Nicht einmal war das selbstfahrende Auto der Grund für den Zwischenfall", betonte Projektchef Chris Urmson. Man habe inzwischen viel mit den selbstfahrenden Autos gelernt- auch darüber, wie Menschen fahren.

Robot

Human Rights Watch fürchtet sich vor Kampfrobotern, weil Kriegsverbrechen durch Maschinen nicht geahndet werden können

Bild
Autonom handelnde Maschinen könnten für Kampfeinsätze enorm nützlich sein. Human Rights Watch allerdings fürchtet, dass sie Kriegsverbrechen Vorschub leisten - und fordert ein frühes Komplettverbot.

4. September 2009 um 1.50 Uhr morgens nahe der afghanischen Stadt Kunduz: Taliban-Kämpfer haben zwei Tanklastzüge entführt, die mittlerweile von Aufklärungsflugzeugen entdeckt sind - sie stecken auf einer Sandbank im Kunduz-Fluss fest. Oberst Georg Klein, deutscher Kommandeur des Wiederaufbauteams für die Region, fürchtet einen Anschlag mit den vollen Tankfahrzeugen und fordert einen Luftschlag des US-Militärs an. Nach späteren NATO-Berichten kamen dadurch bis zu 142 Menschen ums Leben, darunter viele Zivilisten.

Der Vorfall sorgte für internationales Aufsehen, doch obwohl Klein in der Kommunikation mit den US-Kameraden teils falsche Angaben gemacht hatte, wurde ein Ermittlungsverfahren gegen ihn eingestellt - er habe weder gegen das Völkerstrafgesetzbuch noch gegen das Strafgesetzbuch verstoßen, befand die Bundesanwaltschaft. Ende April dieses Jahres urteilte auch das Oberlandesgericht Köln, die Angehörigen der Getöteten hätten keinen Anspruch auf Schadenersatz.

Kommentar: Eine wirklich nette Lücke haben wir da. Es scheint zweifelhaft zu sein, dass eine so verlockende Technologie verboten werden kann, öffnet sie uns doch eine ganz neue Dimension der Unmenschlichkeit, im wahrsten Sinne des Wortes. Die Psychopathen an der Macht träumen von solchen Geräten, die sofort und ohne zu Denken auf ihre Befehle reagieren und den Terror in die Welt tragen.


Galaxy

Licht - Das ewige Rätsel

Bild
© ESO/ Digitized Sky Survey 2, David De MartinLicht im Kosmos - hier der helle Schein von Alpha Centauri
Kosmisches Phänomen mit vielen Rätseln

Ohne Licht kein Leben - das Licht ermöglicht nicht nur unsere Existenz, es prägt auch unser gesamtes Universum und selbst unserem Alltag. Gleichzeitig ist das Licht eine der fundamentalsten und bis heute rätselhaftesten Phänomene der Physik - und es sorgt noch immer für reichlich Überraschungen.

Das Jahr 2015 wurde von der UN zum Internationalen Jahr des Lichts ausgerufen. Damit soll einerseits auf die Bedeutung des Lichts als Phänomen hingewiesen werden, gleichzeitig geht es aber auch um die Vielzahl der Technologien und Anwendungen, die wir dem Licht verdanken. Das Spektrum reicht von der Fotografie über Laser, Solaranlagen und nicht zuletzt die Datenkommunikation durch optische Leiter.

In diesem Dossier stellen wir nun zunächst das Licht als physikalisches Phänomen vor - mit allen seinen Rätseln, Überraschungen und offenen Fragen. In loser Folge werden wir dann in den nächsten Monaten weitere Aspekte des Lichts betrachten, darunter Laser und photonische Anwendungen.

Cloud Lightning

Das Klangbild vom Donner: "Ein Bild, das man sich über den Kamin hängen könnte"

Forscher wandeln Geräusch des Blitzschlags in charakteristisches Klangbild umBlitze leuchten, Donner grollt - und nicht umgekehrt. Aber was man bei Gewitter normalerweise nur hört, haben US-Forscher nun auch sichtbar gemacht: Sie haben Blitzschläge gezielt ausgelöst und den Donner mit Mikrophonen belauscht, um dann in Bildern eine akustische Signatur der Blitze zu erstellen. Die mysteriösen Einzelschritte, die zum Blitzschlag führen, wollen sie so voneinander trennen und besser verstehen.

Bild
Künstlich ausgelöster Blitzschlag: Der verwendete Kuperdraht glüht grünlich, die insgesamt neun Blitzentladungen links davon leuchten violett.
"Donner und Blitz sind faszinierend, wild und unvorhersehbar", schwärmt der Geophysiker Maher Dayeh vom Southwest Research Institute in Texas. "Blitze treffen die Erde mehr als vier Millionen Mal am Tag, aber die Physik hinter diesem hitzigen Prozess verstehen wir nur wenig." Ein generelles Modell existiert zwar darüber, was vom Blitz zum Donner führt. Welche der vielschichtigen physikalischen Vorgänge bei der Entladung eines Blitzes genau den Donner verursachen, ist aber bislang schleierhaft.

Denn Blitze bestehen nicht nur aus dem leuchtenden Einschlag, den wir sehen. Stattdessen fließen in einer Gewitterwolke ganze Kaskaden elektrischer Ladung hin und her und nähern sich schrittweise dem Boden. Dies öffnet gewissermaßen einen Pfad für einen "Rückschlag", der den für uns sichtbaren Blitz bildet.

Satellite

Raumsonde New Horizons nähert sich Pluto und hält nach gefährlichem Schutt Ausschau

Seit dem 11. Mai 2015 hält New Horizons Ausschau nach bislang unbekannten Monden und möglichen Ringen im Plutosystem, welche eine Gefahr für den Vorbeiflug am 14. Juli 2015 sein könnten.

Bild
© © NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research InstituteErste Farb-Aufnahme der Sonde New Horizon im Anflug auf Pluto
Noch sind es rund zwei Monate, die uns vom Vorbeiflug der US-Raumsonde New Horizons am Zwergplaneten Pluto trennen. Aber schon jetzt beobachtet die Raumsonde systematisch Pluto, um ihre Bahn durch das aus insgesamt sechs Himmelskörpern bestehende System zu optimieren. Dazu gehört auch, nach möglichen Gefahren für New Horizons Ausschau zu halten, zum Beispiel nach bislang unbekannten Monden oder auch Ringen aus Staub, welche Pluto oder Charon umgeben könnten. Da sich New Horizons bei ihrem Vorbeiflug am 14. Juli 2015 mit rund 50 000 Kilometer pro Stunde (14 Kilometer pro Sekunde) relativ zu Pluto und seinen Trabanten bewegt, wäre schon der Zusammenstoß mit einem Objekt von der Größe eines Reiskorns das Ende für die Sonde. Schon ein Sandkorn könnte sie bei dieser Geschwindigkeit stark beschädigen. Allerdings gehen die Missionsplaner derzeit davon aus, dass eine Wahrscheinlichkeit von 1 zu 10 000 besteht, dass New Horizons beim Vorbeiflug beschädigt oder zerstört wird.

Blue Planet

Unsichtbare Monsterwellen - 200 Meter hoch und doch unter Wasser

Bild
© M. H. Alford et al., Scripps Institution of OceanographyNumerische Simulation von internen Tiefenwellen, die hier Höhen von bis zu 200 Metern erreichen.
La Jolla (USA) - Meterhohe Wellen schlagen ununterbrochen an die Küsten der Ozeane. Viel höher als selbst Tsunami-Wellen bauen sich unsichtbare Wogen unter der Wasseroberfläche auf. Diese internen Wellen analysierte nun eine multinationale Forschergruppe in der Luzon-Straße zwischen den Philippinen und Taiwan. Dort breiten sich nach bisheriger Kenntnis die stärkten Wellen mit Höhen von mehreren hundert Metern aus. Die von dieser Wasserbewegung verursachten Turbulenzen haben einen großen Einfluss auf Klimaprozesse, die Navigation unter Wasser und den Nährstofftransport in den Ozeanen. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Nature.

„Diese internen Wellen können höher als Wolkenkratzer sein und sind wichtig für Ökosysteme und das Klima“, sagt Erstautor Matthew H. Alford von der Scripps Institution of Oceanography an der University of California San Diego. Gemeinsam mit Kollegen von insgesamt 25 Instituten aus fünf Ländern gelang es Alford, mehr über Entstehung und Verhalten dieser Tiefenwellen zu erfahren. Dazu organisierten sie eine groß angelegte Messkampagne, bei der sie während des Sommers 2011 sowohl vor Ort mit Bojen und Strömungssensoren als auch mit Satellitenaufnahmen einen umfassenden Datensatz in der Luzon-Straße sammelten. Für die Auswertung dieser Daten nutzten die Meeresforscher verschiedene numerische Modelle.

USA

US-Militär entwickelt Ganzkörperanzüge, die ihre Soldaten unsichtbar machen sollen

Nach dem neuen Drohnen-System LOCUST, entwickelt das US-Militär nun fortschrittliche Tarnsysteme. Es sind erste Anzüge präsentiert worden, die die Soldaten unsichtbar machen sollen. Diese könnten den US-Streitkräften immense Vorteile gegenüber anderen Militärs verschaffen.
quantumstealth unsichtbare ganzkörperanzüge
© Focus Online/Wochit
Die US-Armee hat Firmen den Auftrag gegeben, "intelligente" Stoffe zu entwickeln, um ihre Soldaten unsichtbar erscheinen zu lassen. Die ersten Prototypen sollen in 18 Monaten getestet werden, berichtet die britsche Zeitung Daily Mail. Die Armee erhofft sich einiges vom Projekt mit dem Namen "Unsichtbare Ganzkörperanzüge": Sie sollen in jeder Vegetation und Temperatur funktionieren, ob Wüste oder Dschungel.

Frog

Ist Blindheit heilbar? Erstes Experiment bei Mäusen geglückt

Ersatz-Fotorezeptor könnte Patienten mit defekten Lichtsinneszellen wieder sehen lassen
Bild
© Sonja KleinlogelLängsschnitt durch die Netzhaut einer blinden Maus, nach der Therapie mit einem neuen Lichtrezeptor. Die Opto-mGluR6-tragenden Zellen sind mit einem Fluoreszenz-Farbstoff markiert und leuchten rot.
Von Blindheit geheilt: Forscher haben erblindeten Mäusen zu neuer Sicht verholfen. Dies gelang ihnen, indem sie die durch eine Erbkrankheit abgestorbenen Lichtrezeptoren im Auge durch eine neue "Lichtantenne" ersetzten. Die Versuchstiere konnten damit wieder sehen. Dieser Ansatz könnte auch erblindeten Menschen das Augenlicht wieder zurückgeben, beispielswise Patienten mit Retinopathia pigmentosa oder einer Makuladegeneriation, schreiben die Forscher im Fachjournal "PLoS Biology".

Bei der vererbten Augenkrankheit Retinopathia pigmentosa verlieren Betroffene nach und nach ihr Augenlicht. Die Lichtsensoren der Netzhaut, die sogenannten Fotorezeptoren, sterben ab. Oft kommt es bereits im Jugendalter zu ersten Symptomen wie Nachtblindheit. Im Laufe der Jahre werden die Augen immer weniger lichtempfindlich, bis die Patienten nach mehreren Jahrzehnten erblinden. Zwei bis drei Millionen Menschen sind weltweit von dieser bislang unheilbaren Erbkrankheit betroffen.

Neue Lichtantenne für die Zellen

Mit den Fotorezeptoren geht das erste Glied in der Kette der Signale zum Gehirn verloren, die Augen verlieren gewissermaßen die Antenne für das einfallende Licht. Der Rest der Kette ist jedoch noch vorhanden: "Auch wenn die Fotorezeptoren ihre Funktion verlieren, sind die darunter liegenden Nervenzellen, die normalerweise die visuelle Information erhalten und verarbeiten, noch voll funktionsfähig", erläutert Sonja Kleinlogel von der Universität Bern.

Eye 1

NSA nutzt modernste Spracherkennungssoftware um Millionen von Telefonaten in Text umzuwandeln

Dank modernster Spracherkennungssoftware wandelt der US-Geheimdienst NSA täglich Millionen von Telefongesprächen in Text um, die dann durch Suchalgorithmen ausgewertet werden. Dies zeigen neu veröffentlichte Dokumente aus dem Snowden-Archiv.
telefonieren,überwachung,mobilfunk,handy,telefon,geschäftsgespräch
So etwas wie geheime Telefonate gibt es so gut wie gar nicht mehr. Dank der Zusammenarbeit vieler nationaler Geheimdienste - darunter auch jene Deutschlands und Österreichs - mit der NSA, landen auch hier geführte Telefonate direkt zur Auswertung bei den Amerikanern. Geheimdienstexperten bezeichnen die Spracherkennung als "heiligen Gral" der Spionagearbeit, da hier massenhaft verbale Daten aufgezeichnet und analysiert werden können.