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blaue Lichtwellen

Licht, Jubiläen und neue Welten

2015 wurde von den Vereinten Nationen zum Jahr des Lichts erklärt - und dieses Motto "strahlt" auch in die Wissenschaften. 1915 wurde die Allgemeine Relativitätstheorie mit Licht bestätigt, und auch am aufgerüsteten Teilchenbeschleuniger LHC geht wieder das Licht an.

Wissenschaftsjahr 2015 30.12.2014

Im All könnte die Sonne den Kometenlander "Philae" wieder aufwecken, während Licht der Zwergplaneten Ceres und Pluto auf zwei NASA-Sonden trifft. Ein Ausblick auf wichtige Ereignisse in der Welt der Wissenschaft im Jahr 2015.

Bedeutung von Licht

Die Vereinten Nationen haben 2015 zum "Internationalen Jahr des Lichts und der Lichttechnologien" erklärt, um die zentrale Bedeutung von Licht in Wissenschaft und Kultur bewusst zu machen. Allein die lichtbasierten technologischen Anwendungen, von der Medizin über die Kommunikationstechnologie bis zur nachhaltigen Energie, würden enorme wirtschaftliche Impulse setzen, begründet man die Initiative.

Auch in Österreich wird es dazu Veranstaltungen geben, etwa ab Mitte Juni eine Ausstellung im Museum der Universität Graz über verschiedene Aspekte zum Thema Licht.

Ausstellung und Jubiläumsjahr

Eine im Herbst in Wien geplante Ausstellung verbindet gleich mehrere Anlässe: "Einstein/Wellen/mobil", eine Wanderausstellung des deutschen Sonderforschungsbereichs "Gravitationswellenastronomie", passt nicht nur zum "Jahr des Lichts", sondern auch zum 100. Jahrestag der erstmaligen Präsentation von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie (ART).

Organisiert wird die Schau von der Akademie der Wissenschaften und zwei Unis, die selbst 2015 runde Jubiläen feiern: Die Uni Wien wird im März 650 Jahre alt, die Technische Universität (TU) Wien begeht im November den 200. Jahrestag ihrer Gründung. Das Jubiläumstrio komplett macht die Veterinärmedizinische Universität, die 2015 ihr 250-jähriges Bestehen feiert.

Beweis durch Sonnenfinsternis

Einstein war im November 1915 so weit, mit der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) die Erweiterung seiner Speziellen Relativitätstheorie in der Preußischen Akademie der Wissenschaften vorzutragen. Veröffentlicht wurde die Arbeit dann im März 1916 in den "Annalen der Physik".

Und es sollte noch bis November 1919 dauern, ehe mit Hilfe einer Sonnenfinsternis Einsteins Theorie bewiesen wurde: Sterne am Sonnenrand erwiesen sich von der Erde aus gegenüber ihren normalen Positionen als verschoben - weil ihr Licht durch die Anziehungskraft der Sonne abgelenkt wird.

Suche nach Gravitationswellen

Weitere Jahrestage:

Der österreichische Physiker Wolfgang Pauli (1900 - 1958) veröffentlichte 1925, also vor 90 Jahren, das später nach ihm benannte Prinzip. Demnach können etwa zwei Elektronen nicht im selben Quantenzustand sein. Vor 70 Jahren (1945) erhielt er für die Formulierung des Pauli-Prinzips den Nobelpreis für Physik. Vor 75 Jahren entdeckte der austroamerikanische Mediziner Karl Landsteiner (1868 - 1943) gemeinsam mit Alexander Solomon Wiener den Rhesusfaktor, ein erbliches Merkmal der roten Blutkörperchen, das bei Bluttransfusionen zu allergischen Reaktionen führen kann. Bereits 1901 hatte Landsteiner erstmals die Blutgruppen beschrieben, wofür er 1930, also vor 85 Jahren, den Nobelpreis für Medizin erhielt.

Dass Raum und Zeit durch Gravitation beeinflusst werden, führt zu einer weiteren Vorhersage der ART: der Existenz von Gravitationswellen. Seit langem bemüht man sich vergeblich, diese direkt nachzuweisen. Voraussichtlich Mitte 2015 wird mit "LISA Pathfinder" ein Satellit der europäischen Weltraumorganisation ESA zur Vorbereitung der für 2034 geplanten Mission Laser Interferometer Space Antenna (LISA) starten, mit der Gravitationswellen im Weltall nachgewiesen werden sollen. Mit einer nach Aufrüstung deutlich gesteigerten Empfindlichkeit macht man sich ab Ende 2015 auch am Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) mit seinen Detektoren in Richland (US-Bundesstaat Washington) und Livingston (Louisiana) wieder auf die Suche nach Gravitationswellen.

Der Weltraum hat 2015 einige weitere spektakuläre Ereignisse zu bieten: Die europäische Raumsonde "Rosetta" wird das ganze Jahr über ihren Zielkometen "67P/Tschurjumow-Gerassimenko" begleiten, der im August seinen sonnennächsten Punkt und damit auch seine höchste Aktivität erreichen wird. Die Annäherung an die Sonne wird möglicherweise auch der im Schatten gelandeten und deshalb aus Strommangel entschlafenen Landeeinheit "Philae" wieder genug Licht und damit Energie für weitere Aktivitäten liefern.

Sonden erreichen Ceres und Pluto

Noch nie gesehene Nahaufnahmen fremder Welten werden auch die beiden NASA-Sonden "Dawn" und "New Horizons" liefern. "Dawn" ist auf dem Weg zum Zwergplaneten Ceres und soll Anfang März in eine Umlaufbahn um den Himmelskörper einschwenken.

Dieser ist mit knapp 1.000 Kilometern Durchmesser das größte Objekt im Asteroiden-Hauptgürtel, der sich zwischen Mars und Jupiter erstreckt. Die Sonde hatte 2011/12 bereits ein Jahr lang den Asteroiden Vesta umkreist.

"Tag der Asteroiden"

Ceres wird nicht der einzige Zwergplanet bleiben, den eine Raumsonde im kommenden Jahr untersuchen wird: Als erste Mission überhaupt wird die US-Weltraumsonde "New Horizons" nach rund neunjähriger Reise ab Jänner Pluto erkunden. Im Juli soll die Sonde dem erst 2006 zum Zwergplaneten degradierten Himmelskörper und seinem größten Mond Charon am nächsten kommen und ihn in nicht einmal 10.000 Kilometern Entfernung passieren.

Angesichts dieser Objekte passt es gut, dass am 30. Juni 2015 erstmals der "Internationale Tag der Asteroiden" begangen und in Veranstaltungen weltweit über Asteroiden informiert und mögliche Risiken aufgezeigt werden. Derzeit sind mehr als 10.000 Asteroiden und Kometen bekannt, die der Erde gefährlich nahe kommen können.

"Jahr der Böden"

Nicht nur das Licht soll 2015 im Zentrum der Aufmerksamkeit stehen, die Vereinten Nationen haben auch das "Jahr der Böden" ausgerufen. Damit soll das Bewusstsein und das Verständnis für die Bedeutung von Böden u. a. für die Lebensmittelsicherheit und das Ökosystem gestärkt werden.

Die derzeitige Verschlechterung der Bodenqualität weltweit stelle eine der größten Herausforderungen für zukünftige Generationen dar. Allein in Österreich verschwinden täglich 20 Hektar Boden unter Gebäuden und Straßen, oder die Flächen werden für nicht-landwirtschaftliche Zwecke genutzt.

Neue Experimente am CERN

Am europäischen Kernforschungszentrum CERN wird nach einer Aufrüstung des weltweit stärksten Teilchenbeschleunigers LHC (Large Hadron Collider) die Arbeit wieder aufgenommen. 2012 wurden mit Hilfe des 27 Kilometer langen unterirdischen Beschleunigers klare Hinweise auf die Existenz des Higgs-Bosons gefunden. Neue Experimente mit rund doppelt so viel Energie wie bisher sollen weitere Aufschlüsse über die Beschaffenheit dieses Teilchens liefern, für dessen Vorhersage die Physiker Peter Higgs und Francois Englert 2013 den Physiknobelpreis erhalten haben.

Ein mit 80 Metern viel kleinerer Teilchenbeschleuniger wird im kommenden Jahr seinen Betrieb aufnehmen: Am Krebstherapie- und -forschungszentrum MedAustron in Wiener Neustadt sollen Ende 2015 die ersten Patientenbehandlungen begonnen werden. Die dort angebotene Ionentherapie erlaubt eine präzise Bestrahlung von Tumoren mit beschleunigten geladenen Teilchen bei nur geringer Belastung des umgebenden Gewebes.

science.ORF.at/APA

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