Posts Tagged ‘WMAP’

Fundamental-physikalische Nachrichten kompakt

29. November 2010

Unabhängiger geometrischer Beweis für die Dunkle Energie

Nur wenn man die Standardkosmologie mit ihrer bizarren beschleunigten Expansion des Alls annimmt, sind die räumlichen Orientierungen von fernen Galaxienpaaren so zufällig im Raum verteilt wie man es erwarten sollte: Das Argument ist nur statistisch aber doch so stark, dass es jetzt als weiterer – gänzlich unabhängiger – Beweis für die Existenz der Dunklen Energie gefeiert wird. Bei einer anderen Kosmologie und damit anderen Expansionsgeschichte sähe es so aus, als hätten die Verbindungslinien der Galaxien im Raum eine gewisse Vorzugsrichtung, was keinerlei Sinn machen würde. Dieser „Alcock-Paczynski-Test“ wurde schon 1979 vorgeschlagen, ist aber erst jetzt dank umfangreicher Galaxienkataloge samt Rotverschiebung möglich geworden: Den Dopplereffekt aus den Galaxienorbits heraus zu rechnen, um den rein kosmischen Unterschied der Rotverschiebungen und damit Entfernungen zu isolieren, ist immer noch kritisch, aber zumindest kommt schon mal heraus, dass der Kosmos insgesamt flach ist und beschleunigt expandiert – auch wenn das Ergebnis noch unscharf für Rückschlüsse auf die Natur der Dunklen Energie ist. Mit kommenden Galaxiendurchmusterungen im tiefen Kosmos sollte das aber gehen. (Marinoni & Buzzi, Nature 468 [25.11.2010] 539-41; auch Heavens, ibid 511-2; Nature News 24., Physics World 25., Ars Technica 26.11.2010. Und ein langer Review über The Accelerating Universe)

Labor-Messungen der Gravitationskonstanten widersprechen sich weiterhin: Die vermeintlichen Fehlerbalken der einzelnen Bestimmungen von G durch trickreiche Experimente auf kleinem Raum sind winzig – aber die Werte selbst passen nicht zusammen. Und so wird wohl der nächste „offizielle“ Wert, in den alle in letzter Zeit publizierten Messungen eingerechnet werden, wieder einmal einen peinlich großen Fehlerbalken haben. (Davis, Nature 468 [11.11.2010] 181-3. Auch Nature News, Ars Technica zu einer ungewöhnlich kleinen Messung des Proton-Durchmessers – und Pressemitteilungen der TU Darmstadt und der Uni Bremen sowie Nature, Physics World, Ars Technica, LiveScience und DLF zu einem Riesen-BEC im Bremer Fallturm; die Forschung zielt auf’s Äquivalenzprinzip)

Erste LHC-Blei-Ergebnisse: Früher Kosmos quasi eine perfekte Flüssigkeit

Die Blei-Ionen kollidierten im LHC erst ein paar Tage, da waren schon die ersten Papers mit Analysen eingereicht: Im Prinzip werden die Erkenntnisse des amerikanischen RHIC zum Quark-Gluonen-Plasma auch bei 13-mal höherer Energie von den Experimenten ALICE – spezialisiert auf diese Versuche – und ATLAS bzw. CERN bestätigt. Manche überraschte dabei aber, dass sich dieser kuriose Materiezustand, den es auch kurz nach dem Urknall gab, auch unter diesen Umständen wie eine perfekte Flüssigkeit und nicht wie ein Gas aufführt. Auch wurde Jet-Quenching beobachtet, d.h. statt diametralen Teilchenstrahlen wie zuvor bei den Protonenkollisionen wird einer der Jets unterdrückt, wenn die komplizierten Kerne kollidieren. (CERN Release 26., STFC Release 23., Univ. of Birmingham Release 22., CMS Release 18.11.2010; Symmetry Breaking 18., New Scientist 25., Welt der Physik 29.11.2010)

Zum ersten Mal Antimaterie „längere“ Zeit eingefangen hat das ALPHA-Experiment des CERN: Mindestens 38 Anti-Wasserstoff-Atome, zuvor „zusammengesetzt“ aus Antiprotonen und Positionen, hielten es dank ihres magnetischen Moments bei 335 Experimenten jeweils 172 Millisekunden in einem Oktupolfeld aus (das danach jeweils abgeschaltet wurde, so dass die Antimaterie an der Wand des Behälters mit charakteristischem Signal zerstrahlte). Etwas über das Wesen der Antimaterie lernen kann man so zwar immer noch nicht, aber der Weg zu längerem Einfang ist nun geebnet: Wenn man es – in fünf Jahren?? – schafft, 100 Antiatome gleichzeitig fest zu halten, könnte man sie per Laser spektroskopieren. Und herausfinden, ob sich Antimaterie von normaler unterscheidet, was wiederum zu verstehen helfen könnte, warum erstere im Kosmos de facto verduftet ist. (LBL, CERN Releases [mit kleiner Datumspanne am Anfang], Nature News, Physics World, Scientific American, Ars Technica, New Scientist, Telegraph, Spiegel 17., LA Times, Welt der Physik, BdW, ZEIT 18., Science Journalism Tracker 19.11.2010)

Radio-„Nebel“ in WMAP-Karte passt zu Dunkel-Materie-Verdacht im Gamma-Bereich

Bewiesen ist wieder einmal nichts – aber die (mit wenig Freiheitsgraden) berechnete Synchrotronstrahlung, die entstehen müsste, wenn das Gammaglühen aus der Umgebung des Galaktischen Zentrums auf die gegenseitige Vernichtung von WIMPs (3. Absatz) als Konstituenten der Dunklen Materie zurück gehen würde, passt verblüffend gut zu einem diffusen Radiosignal, das der WMAP-Satellit gesehen hat. Und nämliches WIMP würde auch noch zu den – höchst umstrittenen – direkten Detektionen von DAMA und CoGeNT passen. Hmm … (Hooper & Linden, Preprint 19.11.2010. Auch Spekulationen über ein X-Teilchen, das DM und weitere Probleme gleichzeitig lösen soll, der Detektor CAST für Axionen oder Chameleons in der Sonne, andere Dunkel-Materie-Kandidaten – und ein Nullresultat von XENON 100, einem weiteren Untergrund-Experiment zur DM-Jagd)

Nachrichten von Weltraumteleskopen kompakt

4. November 2010

Kosmologie-Satellit WMAP nach neun Jahren stillgelegt

Am 20. August nahm die Wilkinson Microwave Anisotropy Probe ihre letzten Daten auf, am 9. September schickte sie ein letztes Bahnmanöver in eine Parkbahn, und am 6. Oktober hatte die NASA die geniale Idee, das auch mal der Welt mitzuteilen (auf der Homepage war die Abschaltung der Nutzlast auch danach nicht erwähnt worden). Für die Auswertung der Daten ist noch bis 2012 Geld da, so dass es eine Komplettanalyse aller 9 Messjahre geben wird; die ersten 7 sind bereits verarbeitet. (NASA Release, Spaceflight Now 6., Cosmic Variance 8., Space Today 10., Nature 13.10.2010) NACHTRAG: Überzeugende Evidenz für ein zyklisches Universum steckt übrigens nicht in den WMAP-Karten.

WISE darf trotz Erwärmung noch ein bisschen weiter machen: Überraschenderweise hat die NASA dem IR-Satelliten, dessen Kühlmittel vor einen Monaten zuende gegangen war („Die Aufwärmung …“), noch ein paar Monate Messzeit mit den beiden kurzwelligsten Detektoren zugebilligt. Genutzt wird das für die „NEOWISE Post-Cryogenic Mission“, die Vervollständigung der 2. Himmelsdurchmusterung speziell auf der Suche nach sich bewegenden Objekten: Kleinplaneten aber auch sonnennahen Braunen Zwergen. Bislang hat WISE 19 Kometen und über 33’500 Asteroiden entdeckt, davon 120 NEAs. Jeder Monat Verlängerung kostet rund 400’000$. (JPL Release, Planetary Society Blog 4., Space News 5.10.2010)

Hauptspiegel für Astrometriesatellit GAIA geliefert

In genau zwei Jahren soll der ESA-Satellit („Astrometrie-Satellit Gaia …“) auf einer Soyuz-Fregat starten, und entscheidende Bauteile finden sich nun ein: darunter auch am 3. September der erste der beiden Hauptspiegel; der zweite sollte im Oktober folgen. Gaia benutzt zwei identische Teleskope (mit zusammen der 11-fachen Lichtsammelfläche des Vorgängers Hipparcos), deren Bilder zusammen geführt werden, um extrem genaue relative Astrometrie zu ermöglichen. Hofft man. (ESA Release 13.9.2010) NACHTRAG: noch mehr ESA-Jubel aus dem Testprogramm.

Fortschritte beim, Sorgen um und Angst vor dem James Webb Space Telescope: Während kritische Bauteile des JWST („Eine neuerliche Startverschiebung …“) wie der Instrumententräger Integrsted Science Instrument Module aus einem eigens entwickelten Werkstoff oder das riesige Sonnensegel getestet werden, ist immer noch nicht klar, was das immens komplexe Weltraumteleskop eigentlich am Ende kosten wird und ob es tatsächlich 2014 starten kann. Und es gilt mit seinem enormen Finanzbedarf bereits als das „Teleskop, das die Astronomie fraß“ … (Nature 28.10.2010 S. 1028-30; NASA, GSFC Releases 28., STFC, ESA Releases 30.9., NASA Release 8.10.2010)

Optical Metrology System des LISA Pathfinder getestet

Bevor sich ESA und NASA eines Tages – vielleicht – an den aus drei Satelliten bestehenden Gravitationswellendetektor LISA (Laser Interferometer Space Antenna) wagen werden, soll der LISA Pathfinder erst einmal das entscheidende Messprinzip im Weltraum demonstrieren: Per Laser ist die Distanz zwischen zwei frei schwebenden Testmassen im Inneren des Satelliten zu messen. Im Laborversuch hat sich das Verfahren nun bewährt: Der Abstand zweier Spiegel wurde Picometer-genau und ihre Verkantung mit Nanoradian-Präzision bestimmt. Das geht zwar auf der Erde sogar noch genauer, aber dies ist der erste derartige Aufbau, der in den Weltraum geschickt werden kann. (ESA Release 21.10.2010. Auch ein UKSA Release zu weiteren Tests)

Kosmische Kuriosa kompakt

20. November 2009

Inbetriebnahme des LHC in diesen Stunden

Während sich Physiker und (durchweg) Nichtphysiker noch ein wenig darüber streiten, ob mit dem Large Hadron Collider unwägbare Gefahren für Genf, die Erde oder das Universum verbunden sind, wird der Teilchenbeschleuniger in diesen Stunden wieder hochgefahren, 14 Monate nach der schweren Panne kurz nach dem ersten Start – das konnte auch ein Kurzschluss in einem über der Erde gelegenen System nicht verhindern, den ein von einem Vogel verlorenes Stück Baguette ausgelöst haben soll. Soeben ist der Strahl einmal ganz herum gelangt, nun wird es auch in der Gegenrichtung ausprobiert. Laufende Updates liefert der Twitter-Feed des CERN.

Schon nächste oder übernächste Woche könnte es die ersten Teilchenkollisionen geben (zu denen es 2008 erst gar nicht gekommen war): zunächst noch mit viel geringerer Energie als sie längst der große US-Konkurrent Tevatron schafft, aber die riesigen Detektoren rund um den Ring werden dann endlich etwas zum Detektieren haben. Und bereits im Januar könnte der LHC am Tevatron vorbeiziehen. (Cosmic Variance, Boston Globe, Discovery, Nature Blog, Tracker, BBC, Physics World 20., BBC, Telegraph 19., AP 17., Cosmic Log 13., eSkeptic 11., Cosmic Variance 8., Twisted Physics 6.11.2009) NACHTRÄGE: CERN, LBL Releases, BBC, AP, New York Times, Scientific American, Discovery, Tagesschau, BR, KosmoLogs, FAZ, WissensLogs, Welt der Physik (mit Twitter-Protokoll) zum Erfolg.

Auch Gewitterwolken funktionieren offenbar als Teilchenbeschleuniger: Wie schon andere Satelliten vor ihm, sieht Fermi „Terrestrial Gamma Flashes“, insbesondere mit einer Energie von 511 keV – da werden wohl Positronen und Elektronen annihiliert. Aber auch ein Mechanismus, bei dem die Wolken Elektronen beschleunigen, die dann mit Luftmolekülen kollidieren und Gammablitze erzeugen, ist denkbar. (Symmetry Magazine 6.11.2009) NACHTRAG: Hat’s noch wer mitbekommen … NACHTRAG 2: … aber es berichten nicht genug? NACHTRAG 3: Dafür gibt’s einen eigenen Mini-Satelliten, Firefly. NACHTRAG 4: Und gleich noch ein Artikel von Science@NASA. NACHTRAG 5: Auch Fermi guckt nach TGFs – ebenso wie der Satellit AGILE.

Auf der Jagd nach Dunkler Materie – am Himmel und im Labor

Während sie manche am liebsten loswerden wollen, glauben andere, direkte Spuren der Dunklen Materie bereits in astronomischen Daten gefunden zu haben. Oder sind überzeugt, die vermuteten Teilchen bald mit Detektoren auf der Erde einfangen zu können, seien es laufende oder vorgeschlagene (etwa mit Richtungsempfindlichkeit). Der Fermi-Satellit sieht Gammastrahlung aus Richtung des Galaktischen Zentrums, die darauf zurückgehen könnte, dass bestimmte DM-Teilchen mit normaler Materie annihilieren – die Daten könnten aber auch ‚konventionell‘ erklärt werden. (Diese Studie sorgte auch für Wirbel, weil die Autoren ‚von auswärts‘ Fermi-Daten analysierten, die die Fermi-Forscher selber noch gar nicht ausgewertet hatten.)

Derweil suchen eine ganze Reihe Experimente – meist unterirdisch – nach speziellen Kandidaten für die Dunkle Materie, namentlich Neutralinos und Axions, wobei die letzteren weniger populär aber womöglich physikalisch vielversprechender sind. Versuche, die umstrittene angebliche Detektion Dunkler Materie durch das Experiment DAMA unabhängig nachzuprüfen, hakt allerdings an der mangelnden Verfügbarkeit von zentnerweise hochreinem Natriumjodid. (Goodenough & Hooper, Preprint 11., Nature 5.11. 23, Scientific American 3.11., Physics World 29., Sky&Tel., Cosmic Variance 28., Nature News 2009.1018 19.10.2009 zu Fermi, Irastorza, Preprint 15., Ahlen & al., Preprint 1.11.2009 zu den Labors) NACHTRAG: mehr zu den Fermi-Daten.

Neues Untergrundlabor DUSEL wird weiter gefördert: Die NSF investiert 29 Mio.$ in Detailstudien für das tiefste Untergrundlabor überhaupt, das Deep Underground Science and Engineering Laboratory in South Dakota – der Bau könnte um 2013 beginnen. Derweil laufen im Baikalsee Experimente, um durchs Wasser schießende Neutrinos über akustische Effekte nachzuweisen. (Berkeley Press Release 15., Aynutdinov & al. Preprint 5.10.2009)

Das Vereinigte Königreich steigt aus dem Gemini-Projekt aus

Das scheint nun so gut wie sicher zu sein: Man will die 4 Mio. Pfund im Jahr Anteil an den Betriebskosten der beiden 8-m-Teleskope auf Hawaii und in Chile sparen. Bisher wurden 35 Mio. investiert, und das UK hat einen Anteil von 23% an dem Projekt. (Physics World 19.11.2009)

Meilenstein für das ALMA-Interferometer: Zum ersten Mal konnten zwei der Radioantennen am chilenischen Standort kohärent zusammengeschaltet werden. Da musste dann auch eine beteiligte deutsche Firma zur Feder, äh, Tastatur greifen und auf die besondere Rolle Nordrheinwestfalens bei ALMA verweisen … (ALMA News, Jodrell Bank Release, ThyssenKrupp PM 19.11.2009) NACHTRAG: ALMA Announcements und der NRAO Newsletter zu den First Fringes.

50 Jahre (modernes) SETI – 25 Jahre SETI Institute

Zwar haben sie immer noch keine Funk- oder sonstigen Signale fremder Zivilisationen vorzuweisen, aber wenigstens konnten die Fans der Search for Extraterrestrial Intelligence dieser Tage zwei runde Jubiläen begehen: Am 19. September 1959 veröffentlichte Nature ein Paper mit dem Titel „Searching for Interstellar Communication“, das dank renommierter Autoren die Radiosuche nach Aliens gewissermaßen legitimierte (während Frank Drake bereits heimlich auf der Suche war). Und am 20. November 1984 wurde das SETI Institute in Kalifornien eröffnet, das sich nach dem Wegbrechen staatlicher Förderung auf anderen Wegen um die systematische Suche und auch verwandte Forschungsgebiete kümmert, übrigens bis hin zur Meteorbeobachtung. Daher war dieser Blogger auch 2007 dort zu Gast, im Rahmen der Aurigiden-Kampagne. (Nature 17.9. 345-6 und 316, New York Times 6.10., Welt der Physik 16., Wired 20.11.2009) NACHTRÄGE: Wow – oder auch nicht … und was wir senden sollten. NACHTRAG 2: Die Washington Post sieht SETI heuer schwer im Aufwind … NACHTRAG 3: … und der New Scientist hofft auf ETs Anruf 2010.

Der ‚Preprint-Server‘ soll ein interaktives Medium werden

Kaum eine Forschungsarbeit aus der Physik (und der Astrophysik allemal) landet nicht früher oder später im „Arxiv“, einer offen zugänglichen Sammlung von schon rund 600’000 Forschungsarbeiten – manche referiert und publiziert, andere nie. Jetzt investiert die National Science Foundation 883’000$ in einen Ausbau der bislang reinen Paper-Sammlung in ein System, das die Kommunikation über die Arbeiten anheizen und diese auch selber auf neuen Wegen erfassen und zugänglich machen soll. Selbst die „Genealogie“ wissenschaftlicher Gedanken soll automatisch ergründet werden … (Cornell Press Release 17.11.2009)

Was war die „beste“ Astronomie des vergangenen Jahrzehnts? Geht man nur von den Zitaten durch andere Arbeiten aus, dann liegt die Kartierung der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung durch den Satelliten WMAP klar an der Spitze. Unterdessen hat der besorgte Neuseeländer bei den „fundamentalen Entdeckungen“ der Astronomie auch seine Ränge 26-51 nach der Zeit sortiert – und wieder geht es nach 1980 steil bergab … (We are all in the Gutter 17., Cosmic Diary 19.11.2009)