Wissenschaft der Zukunft: An diesen kühnen Ideen arbeitet die Forschung
Fliegende Autos - Forscher Heinrich Bülthoff konzipiert Drohnen-Autobahnen für jeden – in der Illustration hebt er schon ab.
Mit einer Drohne ins Büro
Heinrich Bülthoff
Autos bewegen sich in drei Richtungen: vorwärts, schräg seitwärts oder rückwärts. Wenn Stau ist, fahren sie überhaupt nicht. Dabei stünde ihnen eine weitere Richtung offen: aufwärts. In eben diese Dimension will ein internationales Forschungsteam mit dem EU-Projekt Mycopter nun vordringen. Das Ziel: Luftautobahnen, auf denen computergesteuerte Flugautos ihre Passagiere ins Büro fliegen – ohne Umwege und den entsprechenden unnötigen Energieverbrauch. Ganz utopisch ist die Idee nicht: Erste Hybride zwischen Flugzeug und Auto sind bereits unterwegs, etwa das Modell Transition des US-Startups Terrafugia. Das Karlsruher Unternehmen e-Volo arbeitet sogar an einem elektrischen Helikopter, der sich ohne viel Übung fliegen lassen soll.
Higgs-Boson entdeckt
Auch wenn Physiker den Begriff "Gottesteilchen" nicht gerne hören, das Elementarteilchen Higgs-Boson ist von derart fundamentaler Bedeutung für die Physik, dass sich der Spitzname letztlich durchgesetzt hat. Der Nachweis dieses lange vorhergesagten Grundbausteins im Standardmodell der Teilchenphysik gelang Wissenschaftlern des europäischen Kernforschungszentrums CERN.
Die Redaktion von "Science" sieht in dieser Entdeckung den wichtigsten Forschungsdurchbruch des Jahres 2012 - auch wenn die beteiligten Forscher noch nicht hundertprozentig sicher sind, dass ihr Fund tatsächlich das lang gesuchte Gottesteilchen ist.
Mehr zur Entdeckung des Higgs-Bosons finden Sie hier.
Genom des Denisova-Menschen entschlüsselt
Viel ist es nicht, was Wissenschaftler bislang vom Denisova-Menschen gefunden haben, der nach dieser Höhle in Sibirien benannt wurde: Ein Stück Finger, ein Stück Zeh, ein Backenzahn - mehr ist von dieser vor 40.000 Jahren lebenden Urmenschen-Spezies bislang nicht entdeckt worden. Immerhin genug Material, um Forschern des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig eine umfassende Erbgutanalyse zu ermöglichen.
Sie belegt, dass sich die Entwicklungslinien von Denisova- und modernem Menschen vor spätestens 780.000 Jahren getrennt haben müssen - viel früher als etwa beim Neandertaler, dessen Entwicklungslinie sich spätestens vor 320.000 Jahren von der unseren abspaltete.
Mehr zum Denisova-Menschen finden Sie hier.
Fruchtbare Eizellen aus Stammzellen gewonnen
Dieser Schnappschuss einer Maus mit Nachwuchs markiert ein weiteres Forschungs-Highlight 2012. Japanischen Wissenschaftlern ist es gelungen, bestimmte Gene in Mäuse-Stammzellen so zu aktivieren, dass sie sich zu Vorstufen von Eizellen verwandelten. Mäuse, denen diese künstlichen Geschlechtszellen eingepflanzt wurden, brachten gesunden Nachwuchs zur Welt.
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Der "Himmelskran" des Marsrovers Curiosity
Dank der gut geölten PR-Maschine der US-Weltraumbehörde Nasa ist die Mission des Marsrovers Curiosity weit über die Grenzen der Wissenschaft hinaus bekannt geworden. Auch den "Science"-Redakteuren war die erfolgreiche Landung auf dem Roten Planeten eine Auszeichnung wert: Sie kürten Curiositys Landeshilfe, den "SkyCrane" zu einem Forschungs-Highlight 2012.
An den Seilen dieses Himmelskrans wurde Curiosity in der letzten Phase der Landung langsam auf den Marsboden niedergelassen. Die aufwendige Technik war nötig, weil der Rover zu schwer gewesen wäre, um einen Aufprall mit dem sonst üblichen Schutz durch Airbags heil zu überstehen.
Mehr über die Mission Curiosity finden Sie hier.
Röntgenlaser liefert Waffe gegen die Schlafkrankheit
60 Millionen Menschen sind - vor allem im südlichen Afrika - von der gefährlichen Schlafkrankheit bedroht. Ein Protein des Erregers Trypanosoma brucei könnte als Waffe zu einer erfolgreichen Bekämpfung der Krankheit dienen. Doch dazu musste zunächst die molekulare Struktur des Proteins mit hoher Genauigkeit entschlüsselt werden. Mit dem stärksten Röntgenlaser der Welt am US-Forschungszentrum SLAC in Kalifornien ist deutschen Forschern dies gelungen.
Gene leichter abschalten
Um zu untersuchen, wie unser Erbgut funktioniert, nutzen Wissenschaftler Techniken, mit denen sich einzelne Gene gezielt abschalten lassen. Ein neues und deutlich einfacheres Verfahren für diesen "Gen-Knockout" haben Bonner Forscher entwickelt. TALENS (Transcription activator-like effector nucleases) heißt die Technik, die von der Science-Redaktion als ein Forschungs-Highlight 2012 gewürdigt wurde.
Majorana-Fermion nachgewiesen
Nein, mit der bekannten Gewürzpflanze hat das Majorana-Fermion nichts zu tun. Seinen Namen verdankt dieses Elementarteilchen dem italienischen Physiker Ettore Majorana (1906-1938), der seine Existenz schon 1937 voraussagte. Doch erst 2012 veröffentlichten niederländische Wissenschaftler eine Untersuchung, welche die Existenz des Majorana-Fermions - dem eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung von Quantencomputern zukommen könnte - definitiv bestätigte.
Kaum Müll im Erbgut
Lange ging die Wissenschaft davon aus, dass etwa 90 Prozent des menschlichen Erbguts gar keine Funktion habe. Erst die Arbeit des internationalen Forschungskonsortiums ENCODE machte deutlich, dass dieser vermeintliche DNA-Müll wichtige Aufgaben übernimmt, etwa bei der Steuerung der Gen-Aktivität. Daher gebührt auch den Erkenntnissen des ENCODE-Projekts ein Platz unter den zehn wichtigsten Forschungsergebnissen des Jahres 2012.
Mehr über die Arbeit des ENCODE-Projekts finden Sie hier.
Prothesen steuern mit Gedanken
Über Mini-Elektroden im Gehirn steuern Patienten spezielle Prothesen, die von Wissenschaftlern des Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory entwickelt wurde. Dank des Einsatzes solcher Brain-Computer-Interfaces sollen Gelähmte einmal in der Lage sein, unabhängig von fremder Hilfe im Alltag zu agieren.
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Dem Geheimnis der Neutrinos auf der Spur
Tief im Inneren von Sternen wie unserer Sonne entstehen Neutrinos. Forscher erhoffen sich von der Untersuchung dieser rätselhaften Elementarteilchen Antworten auf fundamentale Fragen über unser Universum. Doch Neutrinos geben ihre Geheimnisse nur sehr zögerlich preis: Da sie kaum mit Materie wechselwirken, sind aufwendige Versuchsanordnungen nötig, um an Informationen über sie zu kommen.
Forschern des internationalen Daya Bay Reactor Neutrino Experiment ist dies in diesem Jahr gelungen, sie bestimmten den letzten sogenannten Neutrino-Mischwinkel. Ein Erfolg, der ihnen ihren Platz in der "Science"-Liste sicherte.
Unter Leitung von Heinrich Bülthoff, Professor am Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik in Tübingen, wollen die Mycopter-Forscher nun klären, wie sich solche Fluggeräte zu Drohnen für Pendler weiterentwickeln lassen – und wie sich Städte und Behörden darauf einstellen müssen: Welchen Führerschein brauchen Selbstflieger in Zukunft? Wie lässt sich der individuelle Flugverkehr lenken, wie in Städte integrieren? Schon bis 2014 wollen die Forscher alle Fragen beantworten, damit Fliegen mindestens so einfach wird wie Autofahren.
Berge zu Batterien machen
Eduard Heindl
Der Physiker Eduard Heindl will einen Energiespeicher aus Granitgestein bauen, der fast so riesig in die Landschaft ragen soll wie der Ayers Rock in Australien.
Für den Komplettumstieg auf erneuerbare Energien muss Deutschland Berge versetzen – und zwar buchstäblich. Das zumindest schlägt Eduard Heindl von der Hochschule Furtwangen vor. Der Physiker will einen Energiespeicher aus Granitgestein bauen, der fast so riesig in die Landschaft ragen soll wie der Ayers Rock in Australien. Der Plan: Mit Bohrtunneln und Gesteinssägen will Heindl einen Zylinder aus einem Granitfelsen lösen, mehr als 500 Meter hoch und einen Kilometer breit. Lücken und Wände werden abgedichtet. Gewaltige Pumpen, angetrieben von Überschussstrom aus Windrädern und Solarzellen, sollen dann riesige Wassermengen unter die Steinsäule drücken, um sie um Hunderte Meter anzuheben. Brauchen die Stromnetze Energie – etwa bei Windflaute –, fließt Wasser unter dem Druck des Granitzylinders ab und treibt Turbinen an. Ein solcher sogenannter Lageenergiespeicher soll im Bau eine Milliarde Euro kosten und 1.600 Gigawattstunden Strom bunkern – das 40-Fache aller deutschen Pumpspeicherkraftwerke und mehr, als ganz Deutschland an einem Tag verbraucht.
LSD
Der Chemiker Albert Hofmann forschte 1938 am Mutterkorn-Pilz auf der Suche nach einem Wirkstoff zur Stimulation des Blutkreislaufs. Im Rahmen dieser Versuche synthetisierte er erstmals Lysergsäurediethylamid. Nachdem die erhoffte Wirkung von LSD im Tierversuch nicht eintrat, verlor Hofmann zunächst das Interesse. 1943 prüfte er erneut mögliche Wirkungen von LSD, weil er befürchtete, etwas übersehen zu haben. Beim Selbstversuch bemerkte Hofmann an sich selbst eine halluzinogene Wirkung. In den 50er Jahren wurde LSD in der Psychiatrie eingesetzt – und gleichzeitig zum gepriesenen Seelenöffner der psychedelischen Bewegung. Verboten wurde es in den USA erst 1966.
Mikrowelle
Percy Spencer war in den Vierzigerjahren als Ingenieur für die Firma Raytheon schon sehr erfolgreich. Er entwickelte Magnetrons zur Erzeugung von Radarwellen für amerikanische Kampfflugzeuge. Dass Magnetrons auch Wärme erzeugen, war schon bekannt, aber niemand sah darin einen Nutzen. Als Spencer sich einem Magnetron näherte und in seiner Hosentasche ein Schokoriegel schmolz, kam Spencer auf die Idee des Mikrowellenherdes. Das erste Modell wurde 1947 produziert.
Eis am Stiel
In Kinderaugen das vielleicht beste Missgeschick aller Zeiten: 1905 vergisst der elfjährige US-Amerikaner Frank Epperson ein Glas Limonade mitsamt Löffel auf der Veranda. Am nächsten Morgen ist das Getränk gefroren, schmeckt aber trotzdem. 18 Jahre später lässt sich Epperson, mittlerweile Brausehersteller, die Idee patentieren. Nur kurze Zeit später legt der Amerikaner ebenfalls ein Patent vor – für gefrorenes Vanilleeis am Stiel.
Penicillin
Die Entdeckung des ersten Antibiotikums begann mit einer verschimmelten Bakterienkultur. Der Mediziner Alexander Fleming forschte 1928 am St. Mary’s Hospital in London mit Staphylokokken. Eine seiner Bakterienkulturen auf Nährboden hatte er verlegt. Als er aus den Sommerferien zurückkehrte, fand er sie wieder und entdeckte am 28. September 1928, dass auf dem Nährboden ein Schimmelpilz (Penicillium notatum) wuchs und dass um diesen herum keine neuen Bakterien entstanden. Fleming untersuchte den Pilz, aber er kam nicht auf die Idee, daraus ein Medikament zu entwickeln. Das taten erst zehn Jahre später Howard W. Florey, Ernst B. Chain. Gemeinsam mit Fleming bekamen sie 1945 den Nobelpreis.
Viagra
In den Neunzigerjahren suchten die Pharmazeuten des amerikanischen Konzerns Pfizer nach einem Medikament, das die Durchblutung des Herzmuskels verbessern sollte. Sie fanden den Wirkstoff Sildenafil. Zur großen Freude der Probanden durchblutete das Mittel nicht nur das Herz, sondern auch den Penis. Bei 70 Prozent der Männer mit Erektionsproblem hilft das Mittel. Am 27. März 1998 ließ die Arzneimittelbehörde der USA das Medikament unter dem Namen „Viagra“ zu. Es wurde schnell das erfolgreichste Medikament des Konzerns.
Fotografie
Die Camera Obscura, der Vorläufer der Fotokamera, ist schon seit vielen Jahrhunderten bekannt. Aber nicht die Bilder, die sie erzeugt. Jacques Mandé Daguerre suchte vor über 170 Jahren nach einem Verfahren, um die flüchtigen Bilder festzuhalten. Er hatte bereits festgestellt, dass Bilder auf lange belichteten Silberplatten für eine kurze Zeit festgehalten wurden. Bei seinen Versuchen im Freien überraschte ihn ein Gewitter. Er legte eine belichtete Platte in einen Schrank in seinem Labor. Am nächsten Tag stellte er fest, dass das Bild noch zu erkennen war, weil zufälligerweise Quecksilberkügelchen in dem Schrank waren. Das Mittel zur Fixierung war gefunden. Die Daguerrotypie war das erste praktikable Fotografie-Verfahren.
Porzellan
Porzellan hatten im 7. Jahrhundert die Chinesen erfunden. In der frühen Neuzeit war es in Europa ein begehrtes Luxus-Gut – gerade weil die Herstellungsweise in Europa unbekannt war. Der Alchemist Johann Friedrich Böttger sollte eigentlich für Sachsens Kurfürst August den Starken Silber in Gold umwandeln. Bei seinen Versuchen mischte er gemahlene Tonerde mit Feldspat, Quarz und Wasser und brannte das Ganze. Heraus kam Porzellan. Sachsens König August der Starke richtete 1710 in Meißen eine Manufaktur ein, wo unter gefängnisähnlichen Bedingungen produziert wurde. Das "weiße Gold" machte August reich und schuf mit den gekreuzten Schwertern eine der ältesten Marken der Welt.
Kartoffel-Chips
Die beliebten Kartoffel–Chips sind eigentlich ein Produkt der Wut. Im August 1853 brachte Eisenbahn-Magnat Cornelius Vanderbilt den Koch George Crum im US-Städtchen Saratoga Springs fast zur Weißglut. Immer wieder ließ er die Bratkartoffeln in die Küche zurückgehen, weil sie ihm nicht dünn genug geschnitten waren. Crum schwor die Rache eines gekränkten Kochs und schnitt die Scheiben so dünn, dass Vanderbilt sie nicht mit der Gabel essen konnte. Der war von dem knusprigen Snack trotzdem so begeistert, dass die „Saratoga Chips“ erst den Weg auf die Speisekarte des Restaurants und später in die Münder von Millionen Snack-Hungrigen weltweit fanden.
Röntgenstrahlung
In einer Novembernacht des Jahres 1895 experimentierte Wilhelm Conrad Röntgen in seinem Labor mit Elektronenstrahlen, die gerade erfunden worden waren. Als die Strahlenquelle, obwohl sie mit dunkler Pappe abgedeckt war, dennoch fluoreszierende Gegenstände zum Leuchten brachte, erkannte Röntgen die Bedeutung dieser Strahlen. Er bat seine Frau, ihre Hand auf eine Fotoplatte zu legen, um diese durchleuchten zu lassen. Das Bild der durchleuchteten Hand samt Ehering machte ihn berühmt. Die Strahlen tragen seither seinen Namen. 1901 erhielt Röntgen den Nobelpreis.
Teebeutel
Der Teebeutel wurde vor dem Ersten Weltkrieg versehentlich von dem amerikanischen Teehändler Thomas Sullivan erfunden. Um Teeproben an Kunden zu verschicken, füllte er sie in kleine Seidenbeutel ab – nur zu Transportzwecken. Die Empfänger aber nutzten die kleinen Beutel gleich so, wie wir das heute gewöhnt sind - in dem Glauben, dass dies so von Sullivan vorgesehen gewesen sei. So sparten sie sich die Prozedur des Abseihens und Umfüllen des Tees in eine zweite Kanne. Der heute übliche Teebeutel mitsamt einer Teebeutelpackmaschine wurde 1929 von Adolf Rambold von der Firma Teekanne erfunden.
Teflon
Polytetrafluorethylen (PTFE) ist kein Nebenprodukt der Raumfahrtforschung, wie bisweilen behauptet, sondern wurde bereits 1938 von dem Chemiker Roy Plunkett entdeckt. Als er auf der Suche nach Kältemitteln für Kühlschränke mit Tetrafluorethylen (TFE) experimentierte, entdeckte er in seinem Reaktionsgefäß farblose Krümel. Die erste Nutzung dieses extrem reaktionsträgen Materials ergab sich erst fünf Jahre später als Korrosionsschutz bei der Urananreicherung für die erste Atombombe. Später beschichtete angeblich der französische Chemiker Marc Grégoire seine Angelschnur mit PTFE, um sie leichter entwirren zu können. Seine Ehefrau Colette kam 1954 auf die Idee, Töpfe und Pfannen damit zu beschichten. Teflon ist der Handelsname der Firma DuPont.
Der US-amerikanische Unternehmer und Visionär der privat finanzierten Raumfahrtindustrie, Elon Musk, will der Welt mit seinem mysteriösen Geheimprojekt "Hyperloop" ein neues Verkehrsmittel schenken.
Er hat mit PayPal das Bezahlen im Internet erleichtert, mit dem Tesla Roadster das Elektroauto salonfähig gemacht und mit SpaceX die Raumfahrt privatisiert. Als Nächstes will der US-Unternehmer Elon Musk der Welt ein völlig neues Verkehrsmittel schenken, das doppelt so schnell wie ein Flugzeug und sogar preiswerter sein soll. Über sein Geheimprojekt Hyperloop macht Musk nur Andeutungen: Es handle sich um eine Mischung aus einer Concorde auf dem Erdboden und einer Schienenkanone. Bei Letzterer wird ein Projektil durch ein Magnetfeld beschleunigt.
Russell Bewick schlägt vor, einen Asteroiden zur Erde zu lotsen und diesen in vierfacher Mondentfernung zu zerstäuben. Die resultierende Staubwolke soll soviel Solarstrahlung abfangen, um die globale Erwärmung zu stoppen.
Die 600-Kilometer-Strecke von San Francisco nach Los Angeles legt der mysteriöse Hyperloop laut Musk in einer halben Stunde zurück. Die nötige Energie könnten Solarzellen entlang der Strecke liefern. Zudem lägen die Baukosten für die Strecke bei sechs Milliarden Dollar – einem Zehntel der Summe, die der Bau eines geplanten Hochgeschwindigkeitszugs in Kalifornien verschlingen soll.
Das Licht überholen
Harold White
La Silla Observatorium
Die Sterne rotieren während einer Nacht um den südlichen Himmelspol am La Silla-Observatorium der ESO im Norden Chiles. Die diffusen Bereiche auf der rechten Seite des Bildes sind die Magellanschen Wolken, zwei kleinen Begleitgalaxien unserer Milchstraße. Die im Vordergrund sichtbare Kuppel beherbergt das 3,6-Meter-Teleskop mit dem HARPS-Instrument, dass dem zur Zeit erfolgreichsten Exoplanetenjäger der Welt. Das kastenförmige Gebäude unten rechts beherbergt das 0,25-Meter-TAROT-Teleskop, das so konstruiert ist, dass es besonders schnell auf Gammastrahlenausbrüche reagieren kann. Weitere Teleskope auf La Silla sind das 2,2-Meter-MPG/ESO Teleskop und das 3,6-Meter-New Technology Telescope, das erste Teleskop an dem aktive Optik zum Einsatz kam und somit Vorläufer aller modernen Großteleskope. La Silla war das erste Observatorium der ESO und ist nach wie vor eines der führenden Observatorien auf der Südhalbkugel.
ALMA
Der ESO-Fotobotschafter Babak Tafreshi hat dieses bemerkenswerte Bild der Antennen des Atacama Large Millimeter/submillimeter Arrays (ALMA) vor der Kulisse der prächtigen Milchstraße aufgenommen. ALMA ist eine internationale Einrichtung, die gemeinsam von Europa, Nordamerika und Ostasien in Zusammenarbeit mit der Republik Chile getragen wird. Bei Entwicklung, Aufbau und Betrieb des Observatoriums ist die ESO zuständig für den europäischen Beitrag, das National Astronomical Observatory of Japan für Ostasien und das National Radio Astronomy Observatory für den nordamerikanischen Beitrag. Das Joint ALMA Observatory übernimmt die übergreifende Projektleitung für den Aufbau, die Inbetriebnahme und den Beobachtungsbetrieb von ALMA.
Die Detailfülle in diesem Foto bestätigt die unübertroffenen Beobachtungsbedingungen für die Astronomie auf dem 5000 Meter hohen Chajnantor-Plateau in Chiles Atacama-Region. Die Aufnahme zeigt die Sternbilder Carina (der Schiffskiel) und Vela (das Segel). Die dunklen, schmalen Staubwolken der Milchstraße erstrecken sich von der Mitte links oben zur Mitte rechts unten. Der helle, orangefarbene Stern links oben ist Suhail im Sternbild Vela, der ähnlich orange gefärbte Stern in der oberen Bildmitte ist Avior im Sternbild Carina. Nahe dieser Sterne formen drei blaue Sterne ein „L“: die zwei linken davon gehören zum Segel, der rechte zum Schiffskiel. Genau in der Bildmitte zwischen diesen Sternen leuchtet der rosafarbene Carinanebel (eso1208).
Die Milchstraße
Die zentralen Bereiche unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße, beobachtet im nahen Infrarot mit dem NACO-Instrument am Very Large Telescope der ESO. Da sie seit mehr als 16 Jahren die Bewegungen der Sterne in unmittelbarer Umgebung verfolgen, konnten Astronomen die Masse des Schwarzen Lochs bestimmen, das sich dort verbirgt.
M22
Denn dort haben Astronomen erstmals Schwarze Löcher in einem Kugelsternhaufen gefunden. In dem majestätischen Sternhaufen unserer Milchstraße mit der Katalognummer M22 stieß ein internationales Forscherteam gleich auf zwei Schwarze Löcher mit jeweils 10 bis 20 Mal soviel Masse wie unsere Sonne.
Pferdekopfnebel
Dieses Gebilde nennen die Astronomen den Pferdekopfnebel. Die Farbkomposition des Nebels und seiner unmittelbaren Umgebung basiert auf drei Einzelbelichtungen im sichtbaren Licht, die am 1. Februar 2000 mit dem FORS2-Instrument am 8,2-Meter Kueyen-Teleskop auf dem Paranal aufgenommen und dem wissenschaftlichen Archiv des VLTs entnommen wurden.
Weihnachtsbaumhaufen
Diese Farbaufnahme zeigt eine Himmelsregion namens NGC 2264, die die leuchtend blauen Sterne des Weihnachtsbaumhaufens und den Konusnebel enthält. Aufgenommen wurde das Bild durch vier verschiedene Filter (B, V, R und H-alpha) mit dem Wide Field Imager am La Silla Observatorium der ESO in 2400 Metern Höhe. Der abgebildete Nebel hat einen Durchmesser von etwa 30 Lichtjahren.
Orionnebel
Auch diese Großfeldansicht des Orionnebels (Messier 42) entstand in Chile. Das VISTA-Infrarotdurchmusterungsteleskop am Paranal-Observatorium der ESO zeichnete den Nebel auf, der sich in einer Entfernung von 1350 Lichtjahren von der Erde befindet. Mit dem riesigen Gesichtsfeld des neuen Teleskops lässt sich der gesamte Nebel zusammen mit seiner Umgebung in einer einzigen Aufnahme abbilden. Beobachtungen im Infraroten ermöglichen es, auch in die Bereiche des Nebels vorzudringen, die sonst von Staubwolken verdeckt sind, und machen die aktiven, jungen Sterne sichtbar, die sich darin verbergen.
Orion-Reflexionsnebel
Dieses Bild des Reflexionsnebels Messier 78 wurde mit dem Wide Field Imager am 2,2-Meter MPG/ESO Teleskop am La Silla-Observatorium in Chile aufgenommen. Das Bild entstand aus vielen Einzelbelichtungen, die in Schwarzweiß, aber mit blauen, gelbgrünen und roten Farbfiltern sowie einem Spezialfilter für das Licht des Wasserstoffs entstanden sind.
Helixnebel
Dieses Farbkomposit des Helixnebels (NGC 7293) wurde aus Einzelbildern erstellt, die mit dem Wide Field Imager (WFI) aufgenommen wurden, einer Kamera am MPG/ESO 2,2-Meter-Teleskop am La Silla-Observatorium in Chile. Der blaugrüne Schimmer im Zentrum des Nebels stammt von ionisiertem Sauerstoff, der von der intensiven UV-Strahlung des 120.000 Grad heißen Zentralsterns zum Leuchten angeregt wird. Weiter entfernt vom Stern und außerhalb eines Rings aus knotenartigen Strukturen dominiert dann die rote Farbe von Wasserstoff und Stickstoff. Schaut man sich den Zentralbereich des Objekts genau an, fallen nicht nur die knotenförmigen Strukturen sondern auch viele Hintergrundgalaxien auf, die man durch das dünne Gas des Nebels hindurch sehen kann.
Vampirsterne
Die Forscher der ESO beobachten allerdings nicht nur galaktische Nebel, sondern auch das Verhalten von Planeten und Sternen. Eine neue Studie mit dem Very Large Telescope der ESO zeigt, dass die heißesten und hellsten Sterne – die sogenannten O-Sterne – oft Teil von engen Doppelsternsystemen sind. In vielen dieser Binärsysteme strömt Materie von einem Stern zum anderen. Diese künstlerische Darstellung zeigt einen solchen Fall von stellarem "Vampirismus".
Spiralgalaxie
Diese eindrucksvolle Aufnahme der großen Spiralgalaxie NGC 1232 wurde am 21. September 1998 bei besonders guten Beobachtungsbedingungen gewonnen. Das Bild basiert auf drei Einzelaufnahmen im ultravioletten, blauen und roten Licht. Verschiedene Bereiche der Galaxie zeigen unterschiedliche Färbungen: Der Zentralbereich enthält viele ältere Sterne, die rötlich leuchten, während die Spiralarme von jungen, blauen Sternen und Sternentstehungsregionen bevölkert sind. Auf der linken Seite erkennt man eine Begleitgalaxie, die durch die Schwerkraft der großen Galaxie zu einer Form verzerrt wurde, die dem griechischen Buchstaben Theta ähnelt.
Lagunennebel
Dieses Bild ist die dritte Aufnahme des GigaGalaxy Zoom-Projektes der ESO: Es zeigt eine Übersicht des Lagunennebels, die mit dem 67-Megapixel-Wide Field Imager am MPG/ESO 2,2-Meter-Teleskop am La Silla-Observatorium in Chile angefertigt wurde. Das Bild deckt mit insgesamt 370 Megapixeln etwas mehr als eineinhalb Quadratgrad ab – eine Fläche, die dem achtfachen der scheinbaren Größe der Vollmondscheibe am Himmel entspricht. Es basiert auf Einzelaufnahmen, die mit drei verschiedenen Breitband-Farbfiltern (B, V, R) und einem Schmalband-Filter (H-alpha) gewonnen wurden.
Antennengalaxien
Diese Antennengalaxien, auch bekannt als NGC 4038 und 4039, sind zwei wechselwirkende Spiralgalaxien, die circa 70 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Corvus (der Rabe) liegen. Dieses Bild kombiniert Beobachtungen von ALMA, die während der Testphase des Observatoriums in zwei Wellenlängenbereichen aufgenommen wurden, mit Aufnahmen des NASA/ESA-Hubble Space Telescopes im sichtbaren Licht.
Krebsnebel
Dieses Bild zeigt ein Dreifarbenkomposit des Krebsnebels im Sternbild Taurus (der Stier), der auch die Bezeichnung Messier 1 trägt. Die Bilddaten wurden am Morgen des 10. November 1999 mit dem FORS2-Instrument im Abbildungsmodus aufgenommen. Der Krebsnebel ist der Überrest einer Supernovaexplosion, die vor fast 1000 Jahren - genauer gesagt im Jahr 1054 - in einer Entfernung von 6000 Lichtjahren stattgefunden hat. Nahe des Zentrums befindet sich der Überrest des explodierten Sterns, ein Neutronenstern, der sich pro Sekunde 30 mal um seine Achse dreht.
Centaurus A
Diese neue Aufnahme der Galaxie im Sternbild Centaurus, der Centaurus A, kombiniert ALMA-Daten der massereichen elliptischen Radiogalaxie mit Bildern im nahinfraroten Licht. Die neuen ALMA-Daten, die grün, gelb und orange dargestellt sind, zeigen, wo in der sich Galaxie Gaswolken befinden und wie sie sich bewegen. Es handelt sich um die empfindlichsten und detailreichsten derartigen Beobachtungen, die je gemacht wurden.
Staubring
Diese Darstellung zeigt den Staubring um den Stern Fomalhaut (α Piscis Austrini), dem hellste Stern im Sternbild Südlicher Fisch und dem 18. in der Liste der hellsten Sterne am Himmel. Aufgenommen wurde das Bild mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). In blau ist eine frühere Aufnahme vom NASA/ESA Hubble Space Telescope unterlegt. Die neuen ALMA-Daten haben den Astronomen einen wichtigen Durchbruch beim Verständnis dieses nur 25 Lichtjahre entfernten Planetensystems ermöglicht und enthalten wertvolle Hinweise darauf, wie solche Objekte entstehen und sich entwickeln. ALMA hat bislang allerdings nur einen Teil des Rings beobachten können.
Möwennebel
Dieses Bild, aufgenommen am La Silla-Observatorium der ESO, zeigt Bereiche einer Sternkinderstube, die den Spitznamen „Möwennebel“ trägt. Die Gaswolke, auch bekannt als Sh 2-292, RCW 2 oder Gum 1, erinnert an den Kopf einer Möwe und wird durch die intensive Strahlung eines in der Wolke befindlichen heißen, jungen Sterns zu hellem Leuchten angeregt.
Große Magellansche Wolke
Diese Aufnahme zeigt den südlichen Teil der eindrucksvollen H II-Region N44 in der Großen Magellanschen Wolke. Die Magellanschen Wolken sind zwei irreguläre Zwerggalaxien in nächster Nachbarschaft zur Milchstraße und werden mit GMW und KMW (Große/Kleine Magellansche Wolke) abgekürzt. Die Grüne Färbung deutet darauf hin, dass entsprechende Bereiche besonders heiß sind.
Wenn Mister Spock & Co. in der US-Fernsehserie Raumschiff Enterprise zu fernen Galaxien aufbrechen, schalten sie ihren Warp-Antrieb an. Der rafft die Raumzeit zusammen wie eine Tischdecke und reißt selbst das entlegenste Reiseziel blitzschnell heran. Bisher galten solche Trips mit Überlicht-Tempo als enorm energiefressend und daher unmöglich. Auf einer Nasa-Konferenz im September überraschte nun der Physiker Harold White vom Nasa Johnson Space Center in Texas die Fachwelt: Eine bestimmte Bauform, sagte White, senke den Energieverbrauch eines Warp-Antriebs enorm. Reisen mit zehnfacher Lichtgeschwindigkeit würden vorstellbar. In seinem Labor versucht White, die Raumzeit im kleinen Maßstab zu verändern. Serienfans wissen, was Mister Spock dazu sagen würde: Faszinierend!
Den Kilometer-Turm bauen
Adrian Smith
Er hat den Burj Khalifa entworfen, das höchste Gebäude der Welt. Aber das ist Adrian Smith nicht genug: Der US-Architekt will nun in der saudi-arabischen Hafenstadt Dschidda am Roten Meer die Ein-Kilometer-Grenze knacken. Die exakte Höhe seines Kingdom Tower, den Smith im Auftrag der saudi-arabischen Investitionsgesellschaft Kingdom Holding Company konzipiert hat, ist geheim, aber mehr als 1000 Meter sollen es werden. Im Frühjahr 2018 könnte der Bau fertig sein. Dann sollen 59 Fahrstühle mit zehn Metern pro Sekunde täglich Tausende Menschen durch das höchste Gebäude der Welt befördern.
Reisen wie Mister Spock & Co.: Der Physiker Harold White ist überzeugt, dass der Warp-Antrieb mit einer bestimmten Bauform nicht bloß Fiktion bleiben könnte.
Dmitry Itskov will mit seinem Projekt "2045" den Traum des ewigen Lebens ermöglichen, indem virtuelle Kopien echter Gehirne erstellt und auf humanoide Roboter übertragen werden.
Russell Bewick
Seit dem Erfolg des Hollywoodstreifens Armageddon sind Asteroiden als Planetenkiller verschrien. Russell Bewick will mit den kosmischen Schleudersteinen das Gegenteil erreichen: die Erde retten. Der Weltraumforscher an der University of Strathclyde im schottischen Glasgow schlägt in einem jüngst veröffentlichten Aufsatz vor, den 32 Kilometer großen Asteroiden 1036 Ganymed ins Schwerefeld der Erde zu lotsen.
Ein Team des Luftfahrtkonzerns EADS entwickelt ein Flugzeug, das Tagesreisen um den Globus ermöglichen soll.
In vierfacher Mondentfernung sollen Maschinen den Kleinplaneten zerstäuben und eine Staubwolke rund um die Erde pusten. Sie soll genug Sonnenlicht abfangen, um die Erderwärmung zu stoppen. Bis die Technik aber reif ist, Riesenasteroiden wie 1036 Ganymed einzufangen, ist das Klima wohl bereits ein paar Grad wärmer.
Gehirne kopieren
Dmitry Itskov
Menschen könnten ewig leben, ließe sich ihr Geist auf einer Festplatte speichern. Diese Idee will der russische Medienunternehmer Dmitry Itskov verwirklichen. Bei seinem Projekt "Avatar", das der vermögende Russe im vergangenen Jahr ins Leben gerufen hat, sollen Wissenschaftler das menschliche Gehirn im Computer nachbauen. Dann sollen sie virtuelle Kopien echter Gehirne erstellen. In 20 Jahren, hofft Itskov, können Menschen den Tod überwinden, indem sie ihren Geist auf Roboter übertragen. Im Jahr 2045 will Itskov die Roboter sogar durch Hologramme mit menschlichem Bewusstsein ersetzen.
Mit Tempo 4100 fliegen
Guy Gallic
Der X-51A Waverider donnert durch den Abendhimmel - zumindest auf dieser Grafik. Der neue Flugkörper sollte jetzt getestet werden - aber der Versuch scheiterte erneut. Erst im vergangenen Jahr stürzte eine X-51 ins Meer. Der Waverider soll es, zumindest kurzzeitig, auf sechsfache Schallgeschwindigkeit.
Eine Grafik der US Air Force zeigt einen Entwurf des X-51A Waverider, wie er unter dem Flügel eines B-52 Stratobomber hängt...
... und so sieht es aus, wenn der richtige Stratobomber zum Einsatz kommt. Der vergleichweise kleine weiße pfeilförmige Waverider sieht dagegen richtig mickrig aus.
Der Bomber bringt den Waverider in die Luft, dann soll er selbst Geschwindigkeit aufnehmen und es auf bis zu 7000 Stundenkilometer schaffen.
Der Transport von Personen ist beim derzeitigen Stand der Technik allerdings noch Zukunftsmusik.
In zweieinhalb Stunden von Paris nach Japan fliegen: Im Forschungsprojekt Zehst – kurz für Zero Emission High Supersonic Transport – entwickelt ein Team des Luftfahrtkonzerns EADS unter Leitung von Guy Gallic ein Flugzeug, das Tagesreisen um den Globus ermöglichen soll. Es fliegt bei Tempo 4100, vier Mal schneller als der Schall.
Der US-Physiker James Powell plant mit seinem Startup Startram die längste Zuglinie der Welt, mit Endhaltestelle im Erdorbit.
Dafür müssen die Forscher das Flugzeug neu erfinden: Überschallflieger brauchen neue Motoren und eine neue Bauform. Zudem soll der flinke Flieger mit Biokerosin und Flüssigwasserstoff klimaneutral abheben. Ende des Jahrzehnts soll es einen kleinen Prototypen geben – die erste Überschallreise wird allerdings erst nach 2050 beginnen können.
James Powell
Weltraumreisen sind eine Zumutung: Eng ist es in den Raketen, und jedes Kilogramm Gepäck kostet 10.000 Dollar. Der US-Physiker James Powell will den Kilopreis drücken – auf 40 Dollar. Powell hat in den Sechzigerjahren den Magnetschwebezug Maglev miterfunden. Nun plant er mit seinem Startup Startram die längste Zuglinie der Welt, mit Endhaltestelle im Erdorbit. Die Strecke: ein 130 Kilometer langes Rohr unter der Erde, in dem ein Vakuum herrscht.
Es endet im Hochgebirge in sechs Kilometer Höhe, wo ein Plasmafenster – ein spezielles Gas in einem Magnetfeld – das Vakuum von der Umgebungsluft trennt. Der Zug, der wie ein Spaceshuttle aussieht, schießt mit mehr als acht Kilometern pro Sekunde in den Himmel – schnell genug, um der Erdanziehungskraft zu entschlüpfen. 20 Milliarden Dollar soll die Strecke kosten. Die Star-Trams könnten Satelliten oder Teile riesiger Solarkraftwerke ins All befördern. Züge, die langsamer Fahrt aufnehmen, könnten gar Touristen ins All fliegen, glaubt Powell.
Städte unter die Erde legen
Arief Budiman
Jede hippe Metropole hat ihre Wolkenkratzer – Mexico City könnte als erste Stadt einen Erdkratzer bauen: ein Hochhaus unter Tage. Das schlägt jedenfalls Arief Budiman vor, Architekt des mexikanischen Architekturbüros BNKR. Wie eine umgedrehte Pyramide soll das neue Gebäude tief ins Erdreich ragen, abgeschlossen von einer riesigen Glasplatte, auf der Fußgänger spazieren.
Bis zu 35 Stockwerke tief sollen sich die Büros ausbreiten – über der Erde sind in Mexico City nur acht Stockwerke erlaubt. Durch einen Lichtschacht in der Mitte soll Tageslicht bis unten ins Gebäude dringen, frische Luft bringen Ventilatoren und hängende Gärten.
