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Astrophysik: Wie entstanden die ersten Quasare?

Viele Schwarze Löcher waren bereits überraschend früh nach dem Urknall gewaltig groß. Ein neuer Entstehungsmechanismus soll das Rätsel lösen, wie es dazu kommen konnte.
Quasar

In seinen ersten Augenblicken war der Kosmos unvorstellbar heiß und kompakt. Es dauerte eine ganze Weile, bis er sich genug ausgedehnt und abgekühlt hatte, damit sich Atome bilden und das Universum mit Gas füllen konnten. Dieses verdichtete sich im Lauf von einigen hundert Millionen Jahren zu den ersten Sternen, die sich 400 Millionen Jahre nach dem Urknall allmählich zu Galaxien zusammenfanden. Astronomen haben festgestellt, dass damals bereits eine weitere Klasse astronomischer Objekte aufleuchtete: die Quasare.

Quasare sind extrem hell. Sie werden befeuert von Gas, das in »supermassereiche« Schwarze Löcher mit der milliardenfachen Masse der Sonne fällt und sich dabei aufheizt. Sie zählen zu den leuchtkräftigsten Gebilden im Universum und sind deswegen noch über gewaltige Strecken hinweg sichtbar. Die am weitesten entfernten und damit jüngsten Quasare stellen die Astronomen allerdings vor ein großes Rätsel, denn es hätte sie zu dem Zeitpunkt eigentlich noch gar nicht geben dürfen ...

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Sterne und Weltraum – Raumzeit: Experimente zur Quantennatur

Die Relativitätstheorie Albert Einsteins ist das Meisterwerk zur Beschreibung der Schwerkraft. Seit Jahrzehnten steht aber die Frage im Raum, ob die Gravitation auf submikroskopischen Längenskalen modifiziert werden muss. Gibt es quantenhafte Austauschteilchen, die Gravitonen? In unserem Titelbeitrag stellen wir Überlegungen vor, wie man experimentell eine Quantennatur der Raumzeit testen könnte. Im zweiten Teil unseres Artikels zur Urknalltheorie beleuchten wir alternative Ansätze zur Dunklen Energie: das Local-Void- und das Timescape-Modell. Außerdem: Teil zwei unserer Praxistipps für die Astrofotografie mit dem Smartphone – Mond und Planeten im Fokus, die Ordnung im Chaos des Dreikörperproblems und woher stammen erdnahe Asteroiden?

Spektrum der Wissenschaft – Eine Theorie von allem: Lassen sich Quantenphysik und Schwerkraft vereinen?

Lassen sich Quantenphysik und Schwerkraft vereinen? In der aktuellen Ausgabe der PMT haben wir Beiträge für Sie zusammengestellt, in denen Forscherinnen und Forscher über die Ergebnisse ihrer Suche nach einer fundamentalen Theorie unserer Welt berichten. Entstanden ist eine erkenntnisreiche Sammlung an Beiträgen über die Quantennatur der Raumzeit, denkbaren Experimenten zum Nachweis von Gravitonen, Schwarzen Löchern, der Theorie der Quantengravitation, teleparalleler Gravitation und vielem mehr. Lesen Sie, welche Fortschritte es in den letzten Jahren gab, die Gesetze der Quantenwelt mit den geometrischen Konzepten von Raum und Zeit zu vereinigen, und welche Hürden dabei noch zu überwinden sind.

Sterne und Weltraum – Weltformel: Lässt sich die Quantenphysik mit der Schwerkraft vereinen?

Seit einem Jahrhundert versuchen Fachleute, die Quantenphysik mit der Schwerkraft zu vereinen. Die Geschichte ist durchzogen von vielen Durchbrüchen, Wendungen und Streitigkeiten. Wir geben Ihnen einen Überblick über die Entwicklungen der wichtigsten Ansätze. Weiter informieren wir Sie über den neuen interstellaren Besucher 3I/ATLAS, der im Juli 2025 auf seiner Durchreise durch unser Sonnensystem entdeckt wurde, und stellen ein prämiertes »Jugend forscht«-Projekt vor, bei dem Schüler mittels öffentlicher Daten und eigener Beobachtungen einen Exoplaneten nachweisen konnten. Darüber hinaus: Die erste Frau auf einem Astronomielehrstuhl und, weshalb es im Oriontrapez durch veränderliche Sterne zu seltenen Himmelsschauspielen kommt. Ein spannender Blick in Astronomie und Forschung.

  • Quellen

Latif, M. A. et al.: Black Hole Formation in the Early Universe. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 433, S. 1607–1618, 2013

Natarajan, P. et al.: Unveiling the First Black Holes with JWST: Multiwavelength Spectral Predictions. In: The Astrophysical Journal 838, 117, 2017

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