SAN DIEGO — Wenn man aus Licht besteht, ist es ziemlich einfach, sich mit seiner eigenen Geschwindigkeit fortzubewegen – das heißt 186.282 Meilen pro Sekunde oder 299.800 Kilometer pro Sekunde.
Aber wenn man aus Materie besteht, dann ist das eine ganz andere Sache.
Nichts, was wir kennen, bewegt sich schneller als Licht. Einstein sagte schon vor fast 100 Jahren, dass das nicht möglich ist. Für uns macht das Tempolimit einen seltsamen Sinn: Wenn man schneller als das Licht ist, könnte man zurückkehren, bevor man weg ist, sein eigener Großvater werden oder andere Sprünge kosmischer Logik vollführen.
Spulen Sie ein Jahrhundert vor. Astronomen messen heute Dinge, die sich so nahe an der Lichtgeschwindigkeit bewegen, dass man meinen könnte, das würde Einstein ein wenig nervös machen. Seine Relativitätstheorie scheint jedoch durch die rasanten Geschwindigkeiten nicht gefährdet zu sein.
Zu den Geschwindigkeitsdämonen des Universums gehören jupitergroße Klumpen aus heißem Gas, die in Materialströme eingebettet sind, die von hyperaktiven Galaxien, den so genannten Blazaren, ausgestoßen werden. Letzte Woche gaben Wissenschaftler auf einer Tagung der Amerikanischen Astronomischen Gesellschaft bekannt, dass sie Gasblasen in Blazar-Jets gemessen haben, die mit 99,9 Prozent der Lichtgeschwindigkeit durch den Weltraum rasen.
„Das sagt uns, dass die physikalischen Prozesse in den Kernen dieser Galaxien … extrem energiereich und in der Lage sind, Materie sehr nahe an die absolute kosmische Geschwindigkeitsgrenze zu treiben“, sagt Glenn Piner vom Whittier College in Whittier, Kalifornien.
Die Kraft des sich schnell bewegenden überhitzten Gases, das als Plasma bezeichnet wird, ist beeindruckend:
„Um eine Bowlingkugel auf die in diesen Blazaren neu gemessene Geschwindigkeit zu beschleunigen, wäre die gesamte Energie erforderlich, die in der Welt für eine ganze Woche produziert wird“, sagt Piner. „Und die Plasmabrocken in diesen Jets sind mindestens so groß wie ein großer Planet.“
Die Blazar-Jets rasen in schneller Gesellschaft durch das Universum.
In einer anderen Studie, die auf der Tagung vorgestellt wurde, prallen ultrahochenergetische kosmische Strahlen, von denen man annimmt, dass sie von einer Kollision von Galaxienhaufen stammen, mit mehr als 99,9 Prozent der Lichtgeschwindigkeit auf die Erdatmosphäre. Messungen zufolge liegt die Zahl bei 99,9, gefolgt von 19 weiteren Neunen – so nahe an der Lichtgeschwindigkeit, wie man sie ohne Haarspalterei erreichen kann.
Die Teilchen sind kein Licht, sondern echte Materie. Sie sind winzig, man nimmt an, dass es sich hauptsächlich um Protonen handelt, aber die Energie, die sie antreibt, ist ähnlich phantastisch, und die Mechanismen könnten miteinander verwoben sein.
Wissenschaftler kennen jedoch immer noch nicht die genauen Mechanismen, die Materie auf so hohe Geschwindigkeiten beschleunigen. Im Falle eines Blazars scheint ein Schwarzes Loch beteiligt zu sein. Ein supermassives Schwarzes Loch, das eine aktive Galaxie verankert, zieht Gas nach innen. Ein Teil wird verschluckt, ein anderer Teil wird einfach beschleunigt und dann in Hochgeschwindigkeitsstrahlen entlang der Rotationsachse der Galaxie ausgestoßen. Intensive, verdrehte Magnetfelder könnten dabei eine Rolle spielen.
Einige ultrahochenergetische kosmische Strahlen könnten ihren Ursprung in Blazar-Jets haben, sagte Piner gegenüber SPACE.com. Aber auch andere Phänomene können als Teilchenbeschleuniger im Weltraum dienen, wie z.B. verschmelzende Galaxien oder kollidierende Schwarze Löcher.
Piner und seine Kollegen beobachteten drei Blazare, von denen aus früheren Beobachtungen bekannt ist, dass sie superschnell sind, mit Hilfe des Radioobservatoriums Very Long Baseline Array der National Science Foundation.
Die Ergebnisse bestätigen die frühere Arbeit und legen die Geschwindigkeiten mit größerer Genauigkeit fest. Das phänomenale Tempo der Plasmablobs scheint eine Grenze erreicht zu haben.
„Alle Ergebnisse der Blazar-Jet-Beobachtungen stimmen mit Einsteins Spezieller Relativitätstheorie überein“, so Piner. „Die Jets werden bis an den Rand der Lichtgeschwindigkeitsgrenze beschleunigt, aber nicht darüber hinaus, obwohl sie zu den effizientesten Beschleunigern im Universum gehören.“
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