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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Schichtkuchensonnenuntergang

Hinter dunklen Wolken geht die Sonne unter, sie ist dicht gestreift und vertikal verzerrt.

Bildcredit und Bildrechte: Yuri Beletsky (Carnegie Las Campanas Observatory, TWAN)

Dieser Schnappschuss entstand am 18. Jänner. Er zeigt die Sonne, kurz bevor sie den Horizont berührte und über dem Pazifik unterging. Davor war sie scheinbar in viele waagrechte Schichten unterteilt. Hier ist sie vom Berggipfel des chilenischen Las-Campanas-Observatoriums aus zu sehen.

Die rötlichen Farbtöne sind gefiltertes Sonnenlicht. Sie entstanden in der langen Sichtlinie der dunstigen Atmosphäre. Die auffälligen Schlieren entsprechen schmalen Schichten in der Atmosphäre, die eine klar abgegrenzte unterschiedliche Temperatur und Dichte besitzen. Diese Schichten befinden sich in der Sichtlinie.

Die Sonnenstrahlen wurden auf dem langen Pfad durch jede Schicht unterschiedlich stark gebrochen. So entstanden unterschiedliche Bilder und Luftspiegelungen von Abschnitten der untergehenden Sonne.

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Das X auf dem Mond

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

Bildcredit und Bildrechte: Alessandro Marchini (Astronomical Observatory, DSFTA – Univ. von Siena), Liceo „Alessandro Volta“ Astronomiestudenten

Beschreibung: Das markante X auf dieser Mondlandschaft ist leicht mit Fernglas oder einem kleinen Teleskop sichtbar. Dennoch haben es noch nicht allzu viele Menschen gesehen. Der Haken daran ist, dass dieses Mond-X flüchtig ist – es erscheint nur wenige Stunden vor der zunehmenden Halbmondphase. Am Terminator entsteht die X-Täuschung durch eine Anordnung der Krater Blanchinus, La Caille und Purbach.

Der Terminator ist die Schattenlinie zwischen Mondtag und -nacht. Ein Astronaut in der Nähe dieser Krater würde kurz vor der zunehmenden Halbmondphase sehen, wie die Sonne sehr langsam am Horizont aufgeht. Vorübergehend wären die Kraterwände im Sonnenlicht, während die Kraterböden noch dunkel wären.

Vom Planeten Erde aus sieht der Kontrast aus hellen Wänden vor den dunklen Böden zufällig wie ein markantes X aus. Dieses scharfe Bild des Mond-X wurde am 6. Dezember 2016 etwa um 16:45 UT fotografiert. Wenn Sie mehr sehen möchten, folgen Sie der Mondschattengrenze, dann finden Sie auch das Mond-V.

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Verkehrte Stadt unter den Wolken

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Bildcredit und Bildrechte: Mark Hersch

Beschreibung: Wie kann eine Stadt kopfstehen? Die Stadt – Chicago – stand eigentlich richtig herum. Doch die langen Schatten, die sie kurz vor Sonnenuntergang auf den nahen Michigansee warf, ließen in Kombination mit der Reflexion die Gebäude verkehrt erscheinen. Dieses faszinierende, verwirrende, aber schöne Bild wurde 2014 fotografiert, als sich der Fotograf in einem Flugzeug dem O’Hare International Airport in Chicago näherte. Die Sonne ist über und unter der Wolkendecke zu sehen, unten als Reflexion im ruhigen See. Als Zugabe entdecken Sie, wenn Sie genau hinsehen – es ist ziemlich schwierig – ein weiteres Flugzeug, das wahrscheinlich den gleichen Flughafen ansteuert.

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Mond über Andromeda

Diagonal im sternbedeckten Gesichtsfeld verläuft die schräg sichtbare Andromedagalaie, rechts darüber ist der Mond abgebildet, um die Größenordnung der beiden Himmelsobjekte zu zeigen. Rechts unter der großen Spiralgalaxie ist die kleine M32.

Bildcredit und Bildrechte: Adam Block und Tim Puckett

Die große Spiralgalaxie in Andromeda M31 ist etwa 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt. Sie ist die nächstgelegene große Sternspirale unserer Milchstraße. Andromeda ist mit bloßem Auge als kleiner, blasser, verschwommener Fleck erkennbar. Ihre Oberflächenhelligkeit ist sehr gering. Daher können Beobachtende die eindrucksvolle Ausdehnung der Galaxie am Himmel des Planeten Erde nicht abschätzen.

Dieses amüsante Kompositbild vergleicht die Winkelgröße der nahen Galaxie mit einem helleren, vertrauteren Himmelsobjekt. Die detailreiche Aufnahme der Andromeda zeigt schöne blaue Sternhaufen in den Spiralarmen. Sie sind weit vom gelblichen Kern entfernten.

Das Bild wurde mit einer typischen Ansicht des fast vollen Mondes kombiniert. Beide sind in derselben Winkelgröße dargestellt. Der Mond bedeckt am Himmel etwa 1/2 Grad. Die Galaxie ist eindeutig um ein Vielfaches größer. Die detailreiche Andromeda-Aufnahme zeigt auch zwei helle Begleitgalaxien M32 und M110 (unten).

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Eine Wasserhose in Florida

Diese Wasserhose steigt über der Tampa Bay in Florida auf. Ihr Aussehen erinnert an einen Elefantenrüssel. Am Kai im Vordergrund steht eine Palme, daneben geht die Sonne über dem Meer unter.

Bildcredit und Bildrechte: Joey Mole

Was passiert hier über dem Wasser? Oben ist eines der besten Bilder zu sehen, die je von einer Wasserhose fotografiert wurden. Es ist eine Art Tornado, die über Wasser auftritt. Wasserhosen sind rotierende Säulen aus aufsteigender feuchter Luft. Sie entstehen normalerweise über Wasser. Diese Wasserhosen können so gefährlich sein wie Tornados. Sie erreichen Windgeschwindigkeiten von mehr als 200 Kilometer pro Stunde.

Manche Wasserhosen entstehen abseits von Gewittern, manchmal sogar bei relativ schönem Wetter. Diese Luftwirbel können fast transparent sein. Sie sind dann zunächst nur durch ein ungewöhnliches Muster erkennbar, das sie auf dem Wasser bilden.

Dieses Bild entstand zu Beginn dieses Monats in der Nähe von Tampa Bay in Florida. Der Atlantik vor der Küste von Florida ist wohl die aktivste Region der Welt für Wasserhosen. Jedes Jahr entstehen dort Hunderte davon. Vermutlich sind Wasserhosen für einige Verluste im Bermudadreieck verantwortlich.

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Mondkorona über der Burg Cochem

Über der Mosel ragt hinter Cochem ein Berg auf, oben steht die historische Burg Cochem aus dem 11. Jahrhundert. Am Himmel zieht eine Wolke über eine Mondkorona. So entsteht der Eindruck einer Fledermaus, die an den Himmel projiziert wurde.

Bildcredit und Bildrechte: Babak Tafreshi (TWAN)

Diese fledermausähnliche Erscheinung leuchtet nicht an den Wolken über Gotham City. Stattdessen war am Abend des 18. Mai eine Wolkenbank als Silhouette vor einer farbigen Mondkorona über Cochem zu sehen. Cochem liegt in Deutschland am Ufer der Mosel.

Eine Mondkorona entsteht, wenn helles Mondlicht von Wassertröpfchen abgelenkt wird, die in dünnen Wolken vor der Mondscheibe vorbeiziehen. Unten steht nicht Wayne Manor, sonder die historische Burg Cochem aus dem 11. Jahrhundert.

Unabhängig vom Beobachtungsort auf dem Planeten Erde lohnt sich der Abendhimmel dieses Wochenende. Wenn der Vollmond aufgeht, versammeln sich helle Planeten im Westen.

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Der Saturn des Mondes

Links ist ein Teil des Mondes riesig im Bild, er füllt einen Großteil des Bildes aus. Rechts am Rand ist gerade der Planet Saturn mit seinen Ringen, der im Vergleich dazu winzig ist, hinter dem Mondrand aufgetaucht.

Bildcredit und Bildrechte: Jens Hackmann

Der Mond teilte sich 2007 den westlichen Abendhimmel mit der Venus. Kurz darauf zog er weiter zu Saturn. Am Himmel über Europa, Nordafrika oder Westasien wanderte er sogar vor dem Ringplaneten Saturn vorbei. Der Mond und helle Planeten wandern am Himmel in der Nähe der Ekliptik. Daher sind solche Bedeckungen nicht ungewöhnlich. Sie beeindrucken aber, besonders auf Teleskopansichten.

Dieses scharfe Bild zeigt zum Beispiel, wie Saturn hinter dem Mond auftaucht. So entsteht die Illusion, dass er knapp hinter dem hellen Mondrand liegt. Doch der Mond ist nur etwa 400.000 Kilometer entfernt, die Entfernung Saturns beträgt jedoch 1,4 Milliarden Kilometer.

Das Bild wurde mit einer Digitalkamera und einem 20-Zoll-Teleskop an der Sternwarte Weikersheim in Süddeutschland fotografiert. Es ist eine Einzelaufnahme. Die Belichtung wurde so eingestellt, dass der Helligkeitsunterschied zwischen Saturn und der kraterübersäten Mondoberfläche möglichst gering ist.

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