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Tiefen des Weltalls: Forscher bestimmen Ursprung von rätselhaftem Radioblitz
Dr. Andrew Howells/ CSIRO/ DPA

Sie sind extrem kurz und setzen trotzdem gewaltige Energie frei. Schnelle Radioblitze geben Forschern viele Rätsel auf. Nun haben sie erstmals die Herkunft eines Exemplars entschlüsselt.

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bushmills 28.06.2019, 00:09
1.

"Aus diesen winzigen Zeitdifferenzen - nur Bruchteile einer milliardstel Sekunde - konnten wir die Heimatgalaxie des Ausbruchs bestimmen" - der Weg, den Licht oder auch Gammastrahlen der GRBs in einer milliardstel Sekunde zurücklegen, beläuft sich auf knapp 30 cm - bei Zeitdifferenzen von "Bruchteilen einer milliardstel Sekunde" demzufolge entsprechend weniger.
Abstände zwischen benachbarten Spiegeln von Askap beträgt ungefähre 100 Meter, beurteilt nach
https://www.google.com/maps/place/26°41'45.6"S+116°38'13.2"E/@-26.6946274,116.6297351,922m/data=!3m1!1e3!4m5!3m4!1s0x0:0x0!8m2!3d-26.696!4d116.637
Solange Signal also nicht vom Apex oder nahe des Apexes eintrifft, beläuft sich der Spiegelabstand also auf deutlich mehr als auf Bruchteile von 30 cm - damit resultierend in Laufzeitunterschieden von vielen Milliardstel Sekunden, oder, um doch lieber bei Bruchteilen zu bleiben, diese von Millionstel Sekunden (also von Mikrosekunden statt von Nanosekunden). Zugegeben, Millionstel Sekunden klingen weniger spektakulär als Milliardstel Sekunden - aber keine der beiden haut heutzutage Techniker vom Hocker.

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permissiveactionlink 28.06.2019, 07:16
2. Den Ursprung

eines Fast Radio Burst (FRB) hat man nun also gefunden, ein sehr schöner Erfolg der Radioastronomie mit dem australischen SKA. In dem Zusammenhang ist es fast noch schöner zu wissen, dass die Max-Planck-Gesellschaft nunmehr der SKA-Organisation beigetreten ist. Somit hat die Bundesrepublik nicht mehr nur Beobachterstatus wie bisher, sondern ist nun Vollmitglied bei diesem internationalen radioastronomischen Großforschungsprojekt der Superlative, dem "Square Kilometre Array". Schön, dass sich die für die Freigabe der Forschungsgelder verantwortlichen Politiker doch noch zu einer für die Bundesrepublik zukunftsweisenden Entscheidung durchringen konnten. - Man hat nun also den Ursprung eines solchen FRB fokussiert, über minimale Laufzeitunterschiede der von dort ausgesandten Radiowellen. Und als Nebeneffekt kann man nun auch die Dispersion bestimmen, die die intergalaktische Materie auf elektromagnetische Wellen bewirkt, die sie durchlaufen (Verlangsamung der Lichtgeschwindigkeit), und damit die Dichte der intergalaktischen Materie selbst, weil man die Entfernung zum Ursprung recht gut kennt. Die Ursache für den FRB bleibt aber weiter im Dunkeln : Welcher physikalische kataklysmische Prozess ist in der Lage, riesige Energiemengen (äquivalent zu 1/50 der Mondmasse) innerhalb von 3 ms als Radiowellen (im Frequenzbereich bis 1 GHz) freizusetzen wie bei FRB 121102, und das aus einem geringen Raumvolumen, welches keinen größeren Durchmesser besitzen kann als die Länge, die eine elektromagnetische Welle in 3 ms durchläuft. Mein Tipp ins Blaue : Eine sehr starke Energiefreisetzung sehr nahe am Ereignishorizont eines schwarzen Loches im Zentrum einer Galaxie, vielleicht auch eines großen stellaren schwarzen Loches. Gravitationsrotverschiebung !

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klmo 28.06.2019, 09:08
3.

Zitat von bushmills
"Aus diesen winzigen Zeitdifferenzen - nur Bruchteile einer milliardstel Sekunde - konnten wir die Heimatgalaxie des Ausbruchs bestimmen" - der Weg, den Licht oder auch Gammastrahlen der GRBs in einer milliardstel Sekunde zurücklegen, beläuft sich auf knapp 30 cm - bei Zeitdifferenzen von "Bruchteilen einer milliardstel Sekunde" demzufolge entsprechend weniger. Abstände zwischen benachbarten Spiegeln von Askap beträgt ungefähre 100 Meter, beurteilt nach https://www.google.com/maps/place/26°41'45.6"S+116°38'13.2"E/@-26.6946274,116.6297351,922m/data=!3m1!1e3!4m5!3m4!1s0x0:0x0!8m2!3d-26.696!4d116.637 Solange Signal also nicht vom Apex oder nahe des Apexes eintrifft, beläuft sich der Spiegelabstand also auf deutlich mehr als auf Bruchteile von 30 cm - damit resultierend in Laufzeitunterschieden von vielen Milliardstel Sekunden, oder, um doch lieber bei Bruchteilen zu bleiben, diese von Millionstel Sekunden (also von Mikrosekunden statt von Nanosekunden). Zugegeben, Millionstel Sekunden klingen weniger spektakulär als Milliardstel Sekunden - aber keine der beiden haut heutzutage Techniker vom Hocker.
Mal ehrlich, wen interessieren solche Zahlenspielereien, deren Größenordnungen im Mikro- sowie Makrobereich kein Mensch nur im Ansatz weder begreifen noch erfassen kann.
Als hätten wir nicht genug Probleme auf unseren eigenen Planeten, was den Menschen und deren Umwelt betrifft.

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NxEaOn 28.06.2019, 09:15
4. Naja

Nur dass das Signal ja nicht von Teleskop zu Teleskop läuft, sondern aus Billionen Kilometern Entfernung auf einige Meter verteilte Empfänger trifft - die Rechnung geht damit also so nicht ganz auf @bushmills

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caneslunarum 28.06.2019, 10:01
5. Theorie

Sagt die gängige Theorie nicht, daß wir solche Ereignisse entlang der Rotationsachse schwarzer Löcher erwarten dürfen? Jetzt bin ich verunsichert!

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bushmills 28.06.2019, 11:12
6.

Zitat von NxEaOn
Nur dass das Signal ja nicht von Teleskop zu Teleskop läuft, sondern aus Billionen Kilometern Entfernung auf einige Meter verteilte Empfänger trifft - die Rechnung geht damit also so nicht ganz auf @bushmills
Vereinfacht: ja schräger das Signal eintrifft, desto größer der Laufzeitunterschied. Je senkrechter, relativ zur Ebene der Schüsseln, desto geringer. Ob es einer entfernten Galaxie oder selbst unserem Sonnensystem entspringt ist dabei unerheblich. Kurzer Überschlag ergibt: Zwischen zwei *benachbarten* (etwa 100m voneinander entfernten) Schüsseln - also nicht etwa zwischen den am weitesten voneinander entfernten - ergibt sich bereits ein Laufzeitunterschied von etwa 1 nS (also schon kein Bruchteil mehr), wenn das Signal aus einem Winkel eintrifft, der lediglich um etwa 4 Grad von der Senkrechten abweicht - das ist weniger als sich der Minutenzeiger einer Uhr in einer Minute bewegt.

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varlex 28.06.2019, 11:22
7.

Zitat von bushmills
"Aus diesen winzigen Zeitdifferenzen - nur Bruchteile einer milliardstel Sekunde - konnten wir die Heimatgalaxie des Ausbruchs bestimmen" - der Weg, den Licht oder auch Gammastrahlen der GRBs in einer milliardstel Sekunde zurücklegen, beläuft sich auf knapp 30 cm - bei Zeitdifferenzen von "Bruchteilen einer milliardstel Sekunde" demzufolge entsprechend weniger. Abstände zwischen benachbarten Spiegeln von Askap beträgt ungefähre 100 Meter, beurteilt nach https://www.google.com/maps/place/26°41'45.6"S+116°38'13.2"E/@-26.6946274,116.6297351,922m/data=!3m1!1e3!4m5!3m4!1s0x0:0x0!8m2!3d-26.696!4d116.637 Solange Signal also nicht vom Apex oder nahe des Apexes eintrifft, beläuft sich der Spiegelabstand also auf deutlich mehr als auf Bruchteile von 30 cm - damit resultierend in Laufzeitunterschieden von vielen Milliardstel Sekunden, oder, um doch lieber bei Bruchteilen zu bleiben, diese von Millionstel Sekunden (also von Mikrosekunden statt von Nanosekunden). Zugegeben, Millionstel Sekunden klingen weniger spektakulär als Milliardstel Sekunden - aber keine der beiden haut heutzutage Techniker vom Hocker.
Toller Techniker bist du.

Das Licht wird doch nicht zwischen den Teleskopen hin und her geschickt, sondern zwischen 2 Teleskopen gibt es einen kleinen Winkel zwischen 2 Strahlen.

Gehen wir vereinfach davon aus, zwischen Lichtstrahl 1 und dem Teleskopen ist ein rechter Winkel, dann ist:

Länge(Lichtstrahl 2) = Länge(Lichtstrahl 1)/cos (Winkel).

Da der Winkel fast gegen null geht, ist auch der Cosinus fast eins.

Für den Winkel gilt: sin (Winkel) = Abstand(Teleskope)/Abstand(zur Quelle)~ 1*10^2 m/3,42*10^25m=0,3*10^-23...

Der Winkel ist etwa 1,7*10^-22°.

Leider gibt mir mein Taschenrechner ab da nur noch 1 beim Cosinus an...kannst ja selbst weiter rechnen.

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bushmills 28.06.2019, 11:24
8.

Zitat von klmo
Mal ehrlich, wen interessieren solche Zahlenspielereien, deren Größenordnungen im Mikro- sowie Makrobereich kein Mensch nur im Ansatz weder begreifen noch erfassen kann. Als hätten wir nicht genug Probleme auf unseren eigenen Planeten, was den Menschen und deren Umwelt betrifft.
Sie können möglicherweise die Abarbeitungszeit einer Instruktion ihres Schreibtischcomputers oder sogar Mobiltelefons konzeptuell erfassen - diese liegt im ungefähren Größenbereich einer Nanosekunde. Und natürlich steht es Ihnen frei, die von Ihnen genannten Probleme zahlenspielfrei lösungstechnisch anzugehen.

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bushmills 28.06.2019, 11:51
9.

Zitat von varlex
Gehen wir vereinfach davon aus, zwischen Lichtstrahl 1 und dem Teleskopen ist ein rechter Winkel...
.. welches der annähernde Sonderfall ist, und damit auch nicht "zur Vereinfachung" taugt. Der Rest Ihres zwar wohlgemeinten, allerdings erfolglosen Versuchs einer Berechnung ist damit sinnlos.
Ich halte mal einen anderen Sonderfall dagegen: Statt exakt oder beinahe exakt senkrecht trifft das Signal aus knapp über dem Horizonts ein. Damit wäre Signallaufzeitdifferenz etwa identisch mit Laufzeit des Signals zwischen zwei hintereinanderliegenden Antennen, relativ zur Signalrichtung.
Alle anderen registrierbaren und wahrscheinlicheren Fälle liegen damit also irgendwo dazwischen.

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