Das holografische Prinzip

Das Bild zeigt viele bunte Flecken. Wenn man das Bild schielend anstarrt, erkennt man nach einiger Zeit eine Teekanne, die plastisch hervortritt.

Bildcredit: Caltech

Beschreibung: Sagt dieses Bild mehr als tausend Worte? Was das Holografische Prinzip betrifft, beträgt die größte Informationsmenge, die dieses Bild enthalten kann, auf einem handelsüblichen Computermonitor etwa 3 x 1065 Bit.

Das bisher unbewiesene Holografische Prinzip besagt, dass die Menge an Information, die in den Bereichen auf jeder beliebigen Oberfläche enthalten sein kann, begrenzt ist. Daher hängt der Informationsgehalt im Inneren eines Raumes – anders, als man vermuten würde – nicht vom Volumen des Raumes ab, sondern von der Fläche der angrenzenden Wände.

Das Prinzip leitet sich von der Idee ab, dass die Seite einer Fläche, die nur etwa ein Bit Information enthalten kann, eine Planck-Länge misst. Eine Planck-Länge ist die Größenordnung, ab der die klassische Gravitation gegenüber der Quantenmechanik ihre Bedeutung verliert. Diese Grenze wurde erstmals 1993 von dem Physiker Gerard ‚t Hooft postuliert.

Aus der Verallgemeinerung scheinbar abwegiger Spekulationen kann sich ergeben, dass die Information, die in einem Schwarzen Loch enthalten ist, nicht von dem eingeschlossenen Volumen bestimmt wird, sondern von der Oberfläche ihres Ereignishorizonts.

Der Begriff „holografisch“ leitet sich von der Analogie zu einem Hologramm ab, bei dem dreidimensionale Bilder entstehen, indem man Licht auf eine flache Leinwand projiziert. Aufgepasst: Manche sehen in diesem Bild vielleicht nicht 3 x 1065 Bit, sondern eine Teekanne.

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Mann, Hund, Sonne

Hinter den Silhouetten von Bäumen geht eine riesige Sonne unter. Davor ist die Silhouette eines Mannes mit seinem Hund. Unter den Bäumen ist eine riesige Sonnenfleckengruppe.

Bildcredit und Bildrechte: Jens Hackmann

Das sollte ein Foto mit Bäumen vor der untergehenden Sonne werden, aber manchmal ist das Unerwartete fotogen. Während einiger Planungsfotos ging unerwartet ein Mann mit seinem Hund vorbei.

Das Ergebnisbild war so eindrucksvoll, dass es – nach Beschnitt – das Hauptfoto wurde. Die Sonne sieht so groß aus, weil das Bild mit Teleobjektiv aus einer Entfernung von einem Kilometer fotografiert wurde. Durch die Streuung des blauen Lichts in der Erdatmosphäre wirkt der untere Teil der Sonne etwas rötlicher als der obere. Wenn ihr die Sonne genau betrachtet, seht ihr über dem Kopf des Mannes eine große Gruppe Sonnenflecken.

Das Bild wurde letzte Woche in Bad Mergentheim in Deutschland fotografiert.

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Cassinis großes Finale bei Saturn

Diese Infografik zeigt die letzten Umläufe der Raumsonde Cassini vor dem Tauchgang in die Atmosphäre.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech

Cassini wird auf einen Tauchgang in Saturn vorbereitet. Die Roboter-Raumsonde umkreiste und erforschte Saturn länger als ein Jahrzehnt. Sie beendet ihre Mission im September mit einem spektakulären Sturzflug in die Atmosphäre. Dieses Diagramm zeigt Cassinis letzte Umläufe. Jeder dauert ungefähr eine Woche. Cassini soll noch einige Monate Bahnen ziehen, welche die Sonde knapp über Saturns äußersten F-Ring hinausführen.

Im April schickt Titan Cassini mit seinem Gravitationszug in nahe Umläufe. Der letzte davon trifft am 15. September Saturn. Das führt dazu, dass die Raumsonde implodiert und schmilzt. Cassinis große Schlussrunden werden Daten aufzeichnen und die allerersten Ansichten vom Inneren der Ringe – zwischen Ringen und Planet – liefern, aber auch Ansichten einiger kleiner, in den Ringen verstreuter Monde.

Mit Cassinis Tauchgang soll jegliches Leben, das es um Saturn oder auf seinen Monden geben könnte, vor Kontamination durch Cassini geschützt werden.

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Sternennacht-Schnitzeljagd

Siehe Erklärung. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit: Vincent van Gogh; Digitalcollage und Bildrechte: Ronnie Warner

Beschreibung: Wussten Sie, dass van Goghs Gemälde Sternennacht den Kometen Hale-Bopp zeigt? Hoffentlich nicht, weil es nicht stimmt. Doch er ist auf diesem Bild. Das heutige Bild ist auf den ersten Blick eine originalgetreue digitale Reproduktion der ursprünglichen Sternennacht, doch eigentlich es ist eine moderne Interpretation, nicht nur zu Ehren eines der berühmtesten Gemälde des zweiten Jahrtausends, sondern auch eine Schnitzeljagd. Finden Sie einen Kometen, eine Spiralgalaxie, einen offenen Sternhaufen und einen Supernovaüberrest im Bild? Zu einfach? Gut, dann suchen Sie die Ringe der Supernova 1987A, den Nebel NGC 2392, den Krebsnebel, Thors Helm, die Wagenradgalaxie und den Ameisennebel. Immer noch zu einfach? Dann, bitte sehr, bestimmen Sie weitere versteckte Bilder, die hier nicht erwähnt wurden – es gibt mehrere – im APOD-Forum „The Asterisk“. Schlussendlich versteckte der Collagist auch die Vermeer-Fotomontage zum 10. Jahrestag von APOD, um APOD zu würdigen. (Danke!)

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Alles Wasser des Planeten Erde

Wenn man alles Wasser der Erde in einer Kugel sammeln würde, wäre sie im Vergleich zur Erdkugel nur eine kleine Perle. Der größte Teil davon ist Salzwasser.

Illustrationscredit und Bildrechte: Jack Cook, Adam Nieman, Woods Hole Oceanographic Institution, Howard Perlman, USGS

Wie viel Wasser gibt es auf der Erde? Sehr wenig. Zwar bedecken Ozeane aus Wasser etwa 70 Prozent der Erdoberfläche. Doch sie sind im Vergleich zum Erdradius sehr seicht.

Diese Illustration zeigt, was passiert, wenn man alles Wasser auf oder nahe der Oberfläche der Erde in einer Kugel sammelt. Die Kugel hätte einen Radius von nur etwa 700 Kilometern. Das ist weniger als der halbe Radius des Mondes oder des Saturnmondes Rhea. Wie viele Monde im äußeren Sonnensystem besteht auch Rhea großteils aus Wassereis.

Wie das Wasser auf die Erde gelangt ist und ob eine größere Menge tief unter der Erdoberfläche eingeschlossen ist, wird weiterhin erforscht.

Umfrage: Habt ihr das heutige APOD schon einmal gesehen?

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Polarlichter und Jupiters Magnetosphäre

Die Illustration zeigt den Planeten Jupiter, umgeben von einem Magnetfeld. Rund um den Planeten sind rosarote leuchtende Hüllen. Weiter außen leuchten dunklere blaue Hüllen, sie werden vom Sonnenwind aus dem Sonnensystem hinausgedrängt.

Illustrationscredit: JAXA Credit Bildeinschub: NASA, ESA, Chandra, Hubble

Jupiter hat Polarlichter. Sowohl auf der Erde als auch auf dem größten Planeten im Sonnensystem wird das Magnetfeld komprimiert, wenn ein Schwall geladener Teilchen von der Sonne einströmt. Diese magnetische Kompression leitet geladene Teilchen zu Jupiters Polen und in die Atmosphäre. Dort werden Elektronen vorübergehend aus dem Atmosphärengas ausgeschlagen. Wenn die Ionen in der Atmosphäre mit Elektronen rekombinieren, leuchten Polarlichter auf.

Diese Illustration zeigt Jupiters aktive prachtvolle Magnetosphäre. Der Bildeinschub wurde letzten Monat veröffentlicht. Er wurde mit dem Röntgenobservatorium Chandra im Erdorbit aufgenommen. Die Chandra-Aufnahme wurde über ein Bild in sichtbarem Licht gelegt, das zu einer anderen Zeit vom Weltraumteleskop Hubble fotografiert wurde.

Das kleine Bild zeigt unerwartet starkes Röntgenlicht, das von Jupiters Polarlichtern abgestrahlt wird. Das Röntgenlicht ist hier in Falschfarbenviolett abgebildet. Das Polarlicht auf Jupiter war im Oktober 2011 einige Tage nach einem mächtigen koronalen Massenauswurf auf der Sonne zu sehen.

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Europa: Leben unter dem Eis entdecken

Ein Plakat in blauen Farbtönen wirbt für Europas Wasserwelt. Im Vordergrund sind drei dunkle Silhouetten vor einem runden Fenster, das Ausblick auf Wasserlebewesen bietet.

Plakatillustrationscredit: NASA, JPL, Visions of the Future

Beschreibung: Sucht ihr ein interplanetares Reiseziel? Wie wäre es mit einem Besuch auf Europa, einem der interessantesten Monde im Sonnensystem? Die eisbedeckte Europa zieht in 85 Stunden auf einer elliptischen Bahn um den markanten Gasriesen Jupiter.

Die starken Gezeiten durch Jupiters Gravitation erzeugen eine Wärme, die Europas salzige, unter der Oberfläche liegende Ozeane das ganze Jahr flüssig hält. Das bedeutet, dass Europa auch ohne Sonnenlicht genug Energie erhält, um einfache Lebensformen zu ermöglichen.

Leider ist es derzeit nicht möglich, in Europas Restaurants Tische zu reservieren, wo ihr vielleicht ein Gericht mit regionalen Extremkrabben genießen könntet. Doch ihr könnt jederzeit ein anderes Urlaubsziel aus Visionen der Zukunft wählen.

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Sternfarben und Pinyon-Kiefer

Vor einem Hintergrund verschwommener bunter Sterne ist die Silhouette eines Nadelzweigs zu sehen.

Bildcredit und Bildrechte: Stan Honda

Der schöne, leuchtende Schmuck dieser Pinyon-Kiefer sind helle Sterne im Sternbild Skorpion und das zarte Leuchten der zentralen Milchstraße. Das flach wirkende Bild ist auf die Nähe fokussiert.

Die Aufnahme wurde im Juni am nördlichen Rand des Grand Canyon auf dem Planeten Erde fotografiert. Es zeigt die Kiefernnadeln auf dem Zweig scharf und die fernen Sterne verschwommen, sodass ihr Licht interessante farbige Scheiben bildet. Die Farbe eines Sterns zeigt seine Temperatur.

Die meisten verschwommenen hellen Sterne im Skorpion haben einen bläulichen Farbton, ihre Oberflächentemperatur ist viel höher als die der Sonne. Der Riesenstern Antares im Zentrum des Skorpions ist kühler, größer und deutlich röter als die Sonne.

Auf scharf gestellten Teleskopansichten wäre die weißliche Scheibe rechts oben sofort erkennbar, es ist der beringte Gasriese Saturn, der Sonnenlicht reflektiert.

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