Astronomische Fakten: Das Licht

Wenn ich im Netz oder auch in Büchern stöbere, notiere ich mir eigentlich alles, was ich interessant finde und woraus ich möglicherweise einen interessanten Beitrag schreiben kann. So ging es mir auch mit dem Thema Licht. Aus diesem Grund möchte ich hier einige faszinierende Fakten zum Thema „Licht“ vorstellen, die ihr mit Sicherheit noch nicht wusstet (zumindest nicht alle).

1. Der kürzeste Blitz:

Der kürzeste, künstliche erzeugte Blitz, dauert gerade einmal den milliardstel Teil einer milliardstel Sekunde lang. Es handelt sich dabei um einen Femtosekunden-Laser, der eingesetzt wird, um wie mit einer Hochgeschwindigkeits-Kamera die extrem schnellen Bewegungen von Molekülen und Elektronen zu beobachten.

2. Krasses Glühwürmchen

Bei 95 Prozent liegt der Wirkungsgrad, mit dem Glühwürmchen ihr Licht erzeugen. Das schafft keine künstliche Lichtquelle. Zum Vergleich: Die alten Glühbirnen wandelten nur rund zehn Prozent der Energie in Licht um, der Rest ging als Wärme verloren. Selbst eine Energiesparlampe gibt nur rund ein Viertel der aufgewendeten Energie als Licht ab. Leuchtdioden (LED) sind zwar im Stromverbrauch noch sparsamer, ihr Wirkungsgrad liegt auch nur zwischen zehn und 40 Prozent.

 Lichtausbeuter: Das gemeine Glühwürmchen. Bild: Dysmorodrepanis

3. Wett-Leuchten im All

Die hellste, permanent strahlende Lichtquelle, die wir je im All entdeckt haben, leuchtet so hell wie 300 Billionen Sonnen. Es handelt sich dabei um eine Galaxie, die den wunderschönen Namen WISE J224607.57-052635.0 trägt. Sie gilt als die hellste Galaxie des Universums. Der Grund für ihre enorme Leuchtkraft ist ein Schwarzes Loch, das in ihrem Zentrum einen heißem Strudel aus Gas erzeugt – und dieser strahlt das Licht aus.

4. Kosmisches Schwergewicht

 Eine Milliarde Tonnen würde ein Kubikzentimeter Materie eines Neutronensterns bei uns auf der Erde wiegen. In diesem extrem dichten Himmelskörper ist die gesamte Masse eines Sterns auf rund 20 Kilometer Durchmesser komprimiert. Solche Neutronensterne entstehen, wenn ein Stern am Ende seines Lebens explodiert und der Kern dabei kollabiert.

Künstlerische Darstellung eines Neutronensterns mit Magnetfeldlinien. Bild: derstandard

5. Exakter geht’s nicht

Auf das Tausendstel eines Protondurchmessers genau kann der Gravitationswellen-Detektor GEO600 Längenunterschiede messen. Zwei Laserstrahlen registrieren selbst diese winzigsten Abweichungen auf der mehrere hundert Meter langen Messtrecke. Mit diesem Detektor wollen Forscher die winzigen, rippelförmigen Änderungen der Raumzeit nachweisen, die beispielsweise bei der Kollision zweier Schwarzer Löcher entstehen.

Messstrecke des Gravitationswellen-Detektors GEO600

Blick in die Messstrecke des Gravitationswellen-Detektors GEO600. Bild: Max-Planck-Gesellschaft

6. Bis ins kleinste Detail

Herkömmliche Lichtmikroskope können zwei Punkte nicht mehr unterscheiden, wenn sie weniger als 200 Nanometer auseinanderliegen. Denn dann sind sie enger beieinander als es der Wellenlänge des Lichts entspricht – und damit ist ihre Auflösungsgrenze erreicht. Das zumindest dachte man mehr als ein Jahrhundert lang. Doch die vom Physiker Stefan Hell entwickelte STED-Mikroskopie trickst diese Grenze aus. Mit ihr lässt sich daher sogar im Nanobereich beobachten, was in lebenden Zellen geschieht.

Wer noch mehr faszinierendes über Licht erfahren möchte, kann das auf der Seite der Max-Planck-Gesellschaft „Deutschland geht ein Licht auf„. Und für die, die entweder Physik der 8. Klasse schon wieder vergessen haben, oder es vielleicht einfach nicht wussten, hier noch einmal die kurze Geschichte, wie wir zum Wissen über das Licht gelangt sind und was es eigentlich ist:

Lichtstrahlen sind es, die den Londoner Augenarzt und Physiker Thomas Young Anfang des 19. Jahrhunderts nicht mehr los lassen. Jahrelang schon dreht sich seine Arbeit um das Geheimnis des Lichts.Seit der Antike widersprechen sich zwei große Theorien. Ist Licht nun eine Welle oder die Summe winziger Teilchen? Isaac Newton hat Licht als Teilchenstrom definiert. Doch Young wagt, ihm zu widersprechen. Für ihn hat Licht viel zu viele Eigenschaften einer klassischen Welle, wie Beugung und Brechung. Gerade diese alltäglichen physikalischen Effekte lassen sich mit Newtons Theorie nicht erklären.Young geht den schwierigen Weg und will Newtons Theorie des Lichts widerlegen. 1802 führen seine Überlegungen zu einem Versuchsaufbau, der als der „Doppelspaltversuch“ Wissenschaftsgeschichte schreiben wird.Mit einem Spiegel leitet Young den Lichtstrahl, der durch einen schmalen Fensterspalt in sein Labor fällt, auf einen sehr einfachen Versuchsaufbau. Das Experiment kann nur mit Licht von möglichst einer Wellenlänge gelingen. Durch den Spalt im Fenster fällt gerade soviel Licht, dass es gleichmäßig genug für den Versuch ist. Eine 20mm schmale Karte teilt, den nur wenige Millimeter breiteren Strahl in zwei Lichtquellen auf, die sich überlagern. Und es entsteht ein Effekt, den Young sehr gut kennt. Ein Interferenzmuster, wie es nur Wellen erzeugen können. Die Wellen des Lichtstrahls treffen auf ein Hindernis. Ein Teil der Wellenfront wird am Fortgang gehindert, ein anderer Teil hindurch gelassen. Die Beugung entsteht dadurch, dass die Wellen um das Hindernis herum „gelenkt“ werden. Dabei entstehen zwei neue Lichtquellen, deren Strahlen sich überlagern und ein typisches Wellenmuster ergeben.Dieser Effekt war Young bekannt, nur nicht im Zusammenhang mit Licht. Eine Entdeckung, die ihn in seinen Überlegungen bestätigt. Doch um diese Ergebnisse auch zu veröffentlichen braucht Young Courage. Denn sich als einfacher Augenarzt gegen den großen Isaac Newton zu stellen, ist mutig.Die neuen Regeln müssen also lauten: Licht könnte aus Teilchen bestehen, aber auf jeden Fall verhält sich Licht wie eine Welle. Der Welle-Teilchen-Dualismus ist formuliert. Licht ist also beides. Welle und Teilchen. Besser gesagt, Teilchen, die sich auf einer Welle durch den Raum bewegen.

Über stellariumblog

Stellariumblog ist ein Info-und Newslog. Ich versuche, die oftmals komplizierte und unübersichtliche Fülle an Informationen und Wissen verständlich zu erklären. Mein Ziel ist es, mit diesem Blog so viele Menschen wie möglich von der Astronomie zu begeistern. Natürlich versuche ich, täglich die wichtigsten News aus den Bereichen Astronomie, Astrophysik und vergleichbaren Wissenschaften zu bloggen, ich bin allerdings Berufstätig und habe leider nicht jeden Tag ein bis zwei Stunden Zeit – seid also bitte etwas nachsichtig falls ich nicht immer alles als erster poste ;) Ich freue mich immer über positive Bewertungen, aber auch über konstruktive Kritik sowie Vorschläge und/oder Hinweise auf mögliche Fehler (ich bin auch nur ein Mensch). Ansonsten wünsche ich euch viel Spaß in meinem Blog.
Dieser Beitrag wurde unter astronomie, astrophysik, forschung, physik, wissenschaft abgelegt und mit , , , , verschlagwortet. Setze ein Lesezeichen auf den Permalink.

Eine Antwort zu Astronomische Fakten: Das Licht

  1. ralphbuttler schreibt:

    Hat dies auf Blütensthaub rebloggt.

    Gefällt 1 Person

Kommentar verfassen

Trage deine Daten unten ein oder klicke ein Icon um dich einzuloggen:

WordPress.com-Logo

Du kommentierst mit Deinem WordPress.com-Konto. Abmelden / Ändern )

Twitter-Bild

Du kommentierst mit Deinem Twitter-Konto. Abmelden / Ändern )

Facebook-Foto

Du kommentierst mit Deinem Facebook-Konto. Abmelden / Ändern )

Google+ Foto

Du kommentierst mit Deinem Google+-Konto. Abmelden / Ändern )

Verbinde mit %s