Wissenschaft des tages

Die milchstraße hat ein loch. Das wusste man zwar schon etwas länger, weil das loch mit seiner masse von rd. 4,2 milljonen sonnenmassen jedes radioteleskopisch abbildbare sternchen in der umgebung auf ganz seltsame bahnen gebracht hat, aber jetzt ist es endlich gelungen, ein bild des loches zu erzeugen

Nein, das ist kein „foto“, wie onkel jornalist es in seiner knipsedenke ständig nennt. Weder kann man von der erde aus ins zentrum der milchstraße schauen, weil da so viel staub und gedöns im wege ist, noch wurde hier licht verwendet, weil das durch staub und gedöns nicht durchkommt. Und nein, es ist auch kein bild des loches, weil man das loch nicht sehen kann. Da kommt kein fotönchen raus. Für dieses bild der umgebung des loches — das loch selbst ist schwarz und hat sich aus unserem kosmos längst verabschiedet, wenn man mal von einer winzigen und nicht messbaren menge abgegebener hawking-strahlung absieht — mussten sehr präzise radioteleskopische messungen über den ganzen globus verteilt werden, diese messungen immer mit einem exaktem zeitstempel markiert werden und mit einem zahlenfressenden kompjuterpark ausgewertet werden. Jede dieser messungen erfasst ein selbstinterferenzgeschehen von radiowellen, während sich das radioteleskop (zum beispiel mit der erde) bewegt, und wenn man diese messungen „übereinanderlegt“, entsteht ein abbild des relativ kleinen objektes. Das wird auch ein guter kopfschmerz beim programmieren sein, und die datenmengen, die man für ein derartig scharfes abbild¹ eines so kleinen, weit entfernten objektes braucht — der ereignishorizont des loches ist kleiner als unsere sonne — müssen die astronomen eine unfassbar große menge daten ausgewertet haben. Da stellt sich sogar die frage, wie man diese datenmenge überhaupt transportiert… das wort „datenpaket“ könnte dabei eine völlig neue bedeutung bekommen haben. 😉️

¹Ich weiß, dass das nicht so aussieht, aber es ist wirklich ein relativ scharfes bild. Das loch und seine abgebildete akkrezjonsscheibe sind klein und rd. 26,5 kilolichtjahre von uns entfernt. Oder, obwohl das die entfernung eher noch unverständlicher macht, rd. 250 billjarden kilometer.

6 Antworten zu “Wissenschaft des tages

  1. der ereignishorizont des loches ist kleiner als unsere sonne

    Sieht (von hier) kleiner aus als unsere Sonne, wolltest Du wohl sagen.

    Wollte man den optischen Durchmesser des Schattens absolut ausdrücken, so kämen dabei (4 Mio Sonnenmassen) * (3 km Schwarzschildradius einer Sonnenmasse) * 3/2 (weil der sichtbare Rand des Schattens an der Photonensphäre ist und nicht am Ereignishorizont) * sqrt(3) (optische Vergrößerung durch gekrümmten Strahlengang) * 2 (von Radius zu Durchmesser) = mehr als 60 Mio km (0,4 AU) heraus, wohingegen die Sonne „nur“ etwa 1,4 Mio km Durchmesser hat.

    Dieses 3/2 * sqrt(3) * 2 gibt den gelegentlich erwähnten „Faktor 5“.

  2. Was mich gewaltig stört, ist, dass niemand auch nur versucht, darzulegen, was das „Bild“ von Sgr A* eigentlich zeigen soll.

    Wäre es eine zeitlich gemittelte Darstellung, dann dürfte es keine großen Schwankungen innerhalb des Rings geben, denn dafür flackert/rotiert das Original zu schnell (im Verhältnis zum Aufnahmezeitraum, der sich über Tage erstreckt hat). Ein Schattenumfang von etwas mehr als 180 Mio km sind ja nur 10 Lichtminuten.

    Es wäre denkbar, dass die Forscher versucht haben, bei der Auswertung „mitzurotieren“, um die Bewegung herauszurechnen. Aber die Geschwindigkeiten ändern sich ja mit der Entfernung, also kann man auch mit diesem Ansatz ein „Verschmieren“ nicht vermeiden.

    Ähnlich bei Gravitationswellen. All die verbreiteten Visualisierungen sind eher symbolischer Art. Wenn man’s genau nimmt, müsste es um Verzerrungsgrößen gehen, das sind symmetrische zweistufige Tensoren (3×3-Matrizen), und um deren räumlich-zeitliche Verteilung. Das sind aber zuviele Details, also nimmt man nur eine Ebene und visualisiert darauf nur einen Skalar (den Weyl-Skalar, wenn ich mich recht entsinne). Und kein Schwein fragt nach, was da eigentlich gezeigt wird.

    Wenn man sowenig erklärt, dass außer einem „Boah!“ nichts kommen kann, dann ist das keine Wissenschaftskommunikation.

  3. Soweit ich das das letzte mal mit M87 mitbekommen habe und wie es wohl auch jetzt wieder ablief, wurden die Festplatten mit den Rohdaten in der Tat physisch verschickt u.a. vom Südpol was nicht vor Ende der Polarnacht dort möglich war. Erst dann konnten sie mit der Datenauswertung beginnen. Ich nehme mal an das EHT wird dafür einen Eintrag im Guinness Book of Records bekommen für die längste „Entwicklungsdauer“ pro Bild.

    • Ja, das sind die gleichen Daten (von 2017), und schon damals hatten die Forscher fast zwei Jahre gebraucht, um etwas präsentieren zu können. M87 war gewissermaßen leichter, weil weniger verwackelt, also brachten sie das.

      Ich finde es gut, dass sie aus den Daten noch etwas zu Sgr A* herausbekommen haben. Aber normalerweise legt man bei einem Forschungsprojekt schon im Forschungsantrag als Teil des Machbarkeitsbeweises fest, wie solche Daten ausgewertet werden können. Demnach hätte es solche Verspätungen eigentlich nicht geben dürfen. (Ein paar Monate vielleicht für die Rechnerei.)

      Meine Deutung ist, dass die Forscher von den Schwierigkeiten bei der Datenauswertung doch kalt erwischt wurden und dann heftig jahrelang an Auswertungsmethoden geforscht haben, um aus den Daten doch noch etwas herausholen zu können.

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