Astronomie

Warum zeigt dieses Video Radiowellen, die von einem Radioteleskop gesendet werden?

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Ich habe dieses Video auf Space.com gesehen und bemerkt, dass die Animation um 00:05 Uhr Wellen zeigt, die sich vom Weltraum in The Dish am Parks Observatory ausbreiten, aber um 00:50 Uhr ist die Ausbreitungsrichtung umgekehrt! Gäbe es irgendeinen Grund für das Senden - zum Beispiel um einen künstlichen "Stern" zur Wellenfrontkorrektur analog zur adaptiven Optik bei sichtbaren Wellenlängen zu erzeugen, oder könnte es einfach ein Fehler in der Animation sein?

Hier sind einige GIFs von Screenshots. Sie können das Video zu den angegebenen Zeiten ansehen.

ca. 00:05

ca. 00:50


Ich vermute, es ist ein Fehler in der Animation. Bei Radiowellenlängen beeinflussen Turbulenzen die Messungen nicht mehr und oberhalb von 200 MHz spielt die Ionosphäre noch keine Rolle, so dass die Vorstellung eines Leitsterns hier wohl überflüssig ist.


Zuschlag 2

19.1 Einführung

Radiowellen und Mikrowellen sind nichtionisierende, elektromagnetische Strahlung mit Frequenzen, die üblicherweise von 3 kHz bis 300 MHz bzw. von 300 MHz bis 300 GHz reichen (entsprechend den Wellenlängen im Vakuum von 10 5 bis 1 m bzw. 1 bis 10 −3 m) .

Abgesehen von magnetischen Metallen, deren Legierungen und leitfähigen Polymeren interagieren gute elektronische Leiter mit Radiowellen und Mikrowellen durch synchrone Erzeugung von oberflächlichen, hochfrequenten Wechselströmen und elektromagnetischer Rückstrahlung mit minimalen Energieverlusten. 1–4 Sie verhalten sich also wie Wellenreflektoren, eine Eigenschaft, die der Radarerkennung von Metallobjekten zugrunde liegt. Isolatoren oder Dielektrika, die keine oder nur eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweisen, neigen dagegen dazu, die elektrische Feldenergie intern als Wärme abzugeben über zyklisch umkehrende Polarisation und dielektrische Relaxationsphänomene. 5–8 Diese Energiedissipation variiert von sehr schwach bis stark, was zu Materialien führt, die von fast transparent bis ziemlich opak für Wellen reichen. Diese Absorption von Radiowellen und Mikrowellen durch Dielektrika mit Materialerwärmung wird allgemein als dielektrische Erwärmung bezeichnet.

Andere Energieübertragungsprozesse aus diesem Spektrum elektromagnetischer Strahlung auf Materie mit innerer Erwärmung 8 sind elektrische Leitungsverluste in Elektrolytlösungen, 9 Ionenleiter im Allgemeinen und schlechte elektronische Leiter sowie magnetische Relaxation, Resonanz und Wirbelstromdissipationsphänomene in magnetischen Materialien, usw. In all diesen Fällen neigt das Erhitzen dazu, extrem schnell, gleichzeitig und gleichförmig über das gesamte Materialvolumen, weitgehend unabhängig von seiner Wärmeleitfähigkeit, abzulaufen. Sie ist auch hinsichtlich der Energieumwandlungsausbeute sehr effizient, erfolgt mit geringen externen Energieverlusten und kann durch einfaches Ein- oder Ausschalten des Bestrahlungsgeräts augenblicklich aktiviert oder unterbrochen werden. Darüber hinaus können kombinierte Materialien mit unterschiedlichen elektromagnetischen Eigenschaften mit beeindruckender Selektivität mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten erhitzt werden. Diese einzigartigen Eigenschaften machen Radiowellen- und Mikrowellenerwärmung zu leistungsstarken und vielseitigen Techniken sowohl für die Labor- als auch die industrielle Verarbeitung von Materialien. Dieser Ansatz bietet in der Tat bemerkenswerte Vorteile gegenüber jedem bekannten herkömmlichen Erwärmungsverfahren, bei dem das Erwärmen selbst von der Oberfläche zum Kern von Objekten erfolgt. Es wird insbesondere verwendet, um viele dielektrische Materialien mit schlechter Wärmeleitfähigkeit zu verarbeiten, wie beispielsweise natürliche und synthetische Polymere und Harze, Keramik, Gläser, Lebensmittel, Holz, Mineralien, Textilien usw.


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Open Source Radio Telescopes ist eine Datenbank und ein Kooperationszentrum für den Bau von Radioastronomieteleskopen auf allen Ebenen. Sie laden auf ihrer Wiki-Seite zur Teilnahme am Bau von Teleskopen und zur Diskussion ein.

Vor kurzem hielt Richard Prestage einen Vortrag über das Open Source Radio Telescope, gefolgt von einem Vortrag von John Makous über &ldquoDigital Signal Processing in Radio Astronomy &ndash a Research Experience for Teachers&rdquo

Und hier ist ein YouTube-Video (unten) über Open Source Radio Telescopes. Sieht aus wie etwas, mit dem viele bauen und Spaß haben können!

Die hier beschriebenen Hornteleskope sollen die 21-cm-Radiowellen nachweisen, die von neutralem atomarem Wasserstoff (HI) gesendet werden, der von interstellarem Wasserstoff in der Galaxie emittiert wird.

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Unglaubliche neue Radiowellenbilder zeigen, was in Jupiters Stürmen steckt [Video]

Künstlerische Animation, die Jupiter in Radiowellen mit ALMA und in sichtbarem Licht mit dem Hubble-Weltraumteleskop (HST) zeigt.

Quelle: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), I. de Pater et al. NRAO/AUI NSF, S. Dagnello NASA/Hubble

Wirbelnde Wolken, große bunte Gürtel, riesige Stürme. Die schöne und unglaublich turbulente Atmosphäre des Jupiter wurde schon oft gezeigt. Aber was passiert unter den Wolken? Was verursacht die vielen Stürme und Eruptionen, die wir auf der &lsquoOberfläche&rsquo des Planeten sehen? Um dies zu untersuchen, reicht sichtbares Licht jedoch nicht aus. Wir müssen Jupiter mit Radiowellen studieren.

Neue Radiowellenbilder, die mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), dem komplexesten astronomischen Observatorium, das jemals auf der Erde gebaut wurde, aufgenommen wurden, bieten einen einzigartigen Blick auf die Atmosphäre des Jupiters bis zu fünfzig Kilometer unter der sichtbaren Wolkendecke des Planeten (Ammoniak).

Sphärische ALMA-Karte von Jupiter, die die Verteilung von Ammoniakgas unter der Wolkendecke von Jupiter zeigt. Quelle: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), I. de Pater et al. NRAO/AUI NSF, S. Dagnello

&ldquoALMA ermöglichte es uns, eine dreidimensionale Karte der Verteilung von Ammoniakgas unter den Wolken zu erstellen. Und zum ersten Mal konnten wir die Atmosphäre unterhalb der Ammoniakwolkenschichten nach einer energiegeladenen Eruption auf dem Jupiter studieren“, sagt Imke de Pater von der University of California, Berkeley (EE. UU.).

Die Atmosphäre des riesigen Jupiter besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium, zusammen mit Spurengasen von Methan, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Wasser. Die oberste Wolkenschicht besteht aus Ammoniakeis. Darunter befindet sich eine Schicht fester Ammoniak-Hydrosulfid-Partikel, und noch tiefer, etwa 80 Kilometer unter dem oberen Wolkendeck, befindet sich wahrscheinlich eine Schicht aus flüssigem Wasser. Die oberen Wolken bilden die markanten braunen Gürtel und weißen Zonen, die von der Erde aus gesehen werden.

Viele der Stürme auf Jupiter finden in diesen Gürteln statt. Sie können mit Gewittern auf der Erde verglichen werden und werden oft mit Blitzereignissen in Verbindung gebracht. Stürme zeigen sich im sichtbaren Licht als kleine helle Wolken, die als Plumes bezeichnet werden. Diese Plume-Eruptionen können eine große Störung des Gürtels verursachen, die für Monate oder Jahre sichtbar sein kann.

Flache Karte von Jupiter in Radiowellen mit ALMA (oben) und sichtbarem Licht mit dem Hubble-Weltraumteleskop (unten). Die Eruption im Südäquatorialgürtel ist auf beiden Bildern zu sehen. Quelle: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), I. de Pater et al. NRAO/AUI NSF, S. Dagnello NASA/Hubble

Die ALMA-Bilder wurden einige Tage aufgenommen, nachdem Amateurastronomen im Januar 2017 eine Eruption im Südäquatorialgürtel des Jupiter beobachtet hatten. Zuerst war eine kleine helle weiße Wolke zu sehen, dann wurde eine großflächige Unterbrechung im Gürtel beobachtet, die Wochen nach dem Eruption.

De Pater und ihre Kollegen verwendeten ALMA, um die Atmosphäre unterhalb der Wolke und des unterbrochenen Gürtels bei Radiowellenlängen zu untersuchen und diese mit UV-sichtbarem Licht und Infrarotbildern zu vergleichen, die ungefähr zur gleichen Zeit mit anderen Teleskopen gemacht wurden.

&bdquoUnsere ALMA-Beobachtungen sind die ersten, die zeigen, dass bei einer energischen Eruption hohe Konzentrationen von Ammoniakgas nach oben befördert werden„, so de Pater. &bdquoDie Kombination von Beobachtungen gleichzeitig bei vielen verschiedenen Wellenlängen ermöglichte es uns, die Eruption im Detail zu untersuchen. Dies führte uns dazu, die aktuelle Theorie zu bestätigen, dass energetische Plumes durch feuchte Konvektion an der Basis von Wasserwolken ausgelöst werden, die sich tief in der Atmosphäre befinden. Die Plumes bringen Ammoniakgas aus der Tiefe der Atmosphäre in große Höhen, weit über das Haupt-Ammoniak-Wolkendeck“, fügte sie hinzu.

&bdquoDiese ALMA-Karten bei Millimeterwellenlängen ergänzen die Karten, die mit dem Very Large Array der National Science Foundation in Zentimeterwellenlängen erstellt wurden&rdquo, sagte Bryan Butler vom National Radio Astronomy Observatory. &bdquoBeide Karten untersuchen unterhalb der bei optischen Wellenlängen beobachteten Wolkenschichten und zeigen, dass ammoniakreiche Gase in die oberen Wolkenschichten (Zonen) aufsteigen und diese bilden, sowie ammoniakarme Luft, die nach unten sinkt (Gürtel).&ldquo

Mit ALMA erstelltes Radiobild von Jupiter. Helle Bänder zeigen hohe Temperaturen und dunkle Bänder niedrige Temperaturen an. Die dunklen Bänder entsprechen den Zonen auf Jupiter, die bei sichtbaren Wellenlängen oft weiß sind. Die hellen Bänder entsprechen den braunen Gürteln auf dem Planeten. Dieses Bild enthält über 10 Stunden an Daten, sodass feine Details durch die Rotation des Planeten verwischt werden. Quelle: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), I. de Pater et al. NRAO/AUI NSF, S. Dagnello

&bdquoDie vorliegenden Ergebnisse zeigen hervorragend, was in der Planetenforschung erreicht werden kann, wenn ein Objekt mit verschiedenen Observatorien und bei verschiedenen Wellenlängen untersucht wird&rdquo. Erklärt Eric Villard, ein ALMA-Astronom, der zum Forschungsteam gehört. &ldquoALMA mit seiner beispiellosen Empfindlichkeit und spektralen Auflösung bei Radiowellenlängen hat erfolgreich mit anderen großen Observatorien auf der ganzen Welt zusammengearbeitet, um die Daten zu liefern, die ein besseres Verständnis der Atmosphäre des Jupiter ermöglichen.&rdquo

Zusätzliche Information

Das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), eine internationale Astronomieeinrichtung, ist eine Kooperation der European Southern Observatory (ESO), der US National Science Foundation (NSF) und der National Institutes of Natural Sciences (NINS) in Japan mit der Republik Chile. ALMA wird von der ESO im Namen ihrer Mitgliedstaaten, von der NSF in Zusammenarbeit mit dem National Research Council of Canada (NRC) und dem Ministerium für Wissenschaft und Technologie (MOST) in Taiwan und von NINS in Zusammenarbeit mit der Academia Sinica (AS) finanziert. in Taiwan und dem Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

Der Bau und der Betrieb von ALMA werden von der ESO im Auftrag ihrer Mitgliedstaaten vom National Radio Astronomy Observatory (NRAO), verwaltet von Associated Universities, Inc. (AUI), im Auftrag von Nordamerika und vom National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ .) geleitet ) im Namen Ostasiens. Das Joint ALMA Observatory (JAO) sorgt für die einheitliche Leitung und Verwaltung des Baus, der Inbetriebnahme und des Betriebs von ALMA.


Wir können sagen, dass es zwei Gruppen von Menschen auf der Erde gibt. Die eine Gruppe glaubt, dass außerirdisches Leben zweifelsfrei existiert, während die andere etwas skeptischer ist. Wenn Sie zur zweiten Gruppe gehören, ist die neueste Entdeckung wird Ihnen wahrscheinlich bei der Entscheidung helfen, ob Sie Ihre Meinung ändern. Oder nicht.

Die Astronomen, die an dem Bericht teilgenommen haben, Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society sagte, dass sie beobachteten mysteriöse Radiowellen. Sie sind von weit jenseits der Galaxie kommen. Dies war das erste Mal, dass diese Wellen beim Bersten beobachtet wurden.

Abbildung, die die Absorption elektromagnetischer Wellen durch die Erdatmosphäre zeigt. Quelle.

Mysteriöse Funkwellen oder schnelle Funkstöße sind extreme Energieimpulse. Andererseits dauern sie nur den Bruchteil einer Sekunde. Sie jagen Astronomen seit der fDer erste Ausbruch wurde 2007 von Duncan Lorimer von der West Virginia University entdeckt. Es liegt daran, dass sie immer noch keine Ahnung haben, was sie sind oder was sie verursacht. Bei diesem speziellen aus dem Jahr 2007 schien es, dass das mysteriöse Radiowellen (oder Strahlen) haben ungefähr 3 Milliarden Lichtjahre zurückgelegt, bevor sie die Erde erreicht haben. Natürlich gab es einige Leute, die der Erklärung der Astronomen nicht glaubten. Sie sagten, dass die Signale aus der Atmosphäre der Erde stammen könnten oder dass es sich um ein Artefakt des Teleskops selbst handelte, das sich am Parkes-Observatorium in Australienein. Tatsächlich war das Parkes-Teleskop das einzige Teleskop, das die schnellen Radioausbrüche fünf Jahre lang beobachten konnte und schließlich ein weiteres halbes Dutzend oder so beobachtete.

Das Parkes-Teleskop war das erste Teleskop, das mysteriöse Radiowellen übermittelte.

Im November 2012 hat sich alles geändert. Das Arecibo-Observatorium einen schnellen Funkausbruch entdeckt. Genau wie die Signale vom Parkes-Observatorium sah es aus, als käme es aus einer Entfernung von Milliarden Lichtjahren. Die Beobachtung deutete darauf hin, dass die Ausbrüche nicht vom Teleskop oder ähnlichem stammten. Aber alle Beobachtungen wurden aus Daten gemacht, die mindestens eine Woche alt waren.

Auf Am 14. Mai 2014 beobachtete Emily Petroff einen schnellen Funkausbruch bei der Sprengung. Sie und das mit ihr arbeitende Forscherteam stellten fest, dass die mysteriöse Radiowellen kamen bis zu 5,5 Milliarden Lichtjahre entfernt und waren leicht polarisiert. Polarisation deutet darauf hin, dass ein Magnetfeld irgendwo in der Nähe des Ursprungs die Wellen in bestimmte Richtungen ausgerichtet hat.

Pulsprofil (oben) und dynamisches Spektrum (orange-gelb) von FRB 140514. Im Frequenzband 1525–1559 MHz betriebene Kommunikationssatelliten verhinderten dort Beobachtungen. (Quelle: E. Petroff et al./Mo. Not. R. Astron. Soc)

Danach entwarf Emily Petroff Programm, das diese Bursts gezielt ausspioniert. Sobald der Radiopuls entdeckt wurde, spannte sie Teleskope an, um das Ding zu beobachten. Die Gruppe von 12 Teleskopen lieferte Daten und deutete an, dass die Quelle nicht leicht zu identifizieren ist. Aber einige der logischen Erklärungen wurden erfolgreich eliminiert, wie entfernte Supernovae oder lange Gammastrahlenausbrüche, weil kein nachweisbares Nachglühen vorhanden war.

Was beobachten wir also? Die Wissenschaftler waren sich einig, dass sie es nicht wissen. Es gibt einige Theorien, die uns eine Erklärung liefern könnten, aber sie schlagen eher exotisch klingende, sehr dichte Objekte vor: kollidierende Schwarze Löcher von Neutronensternen, verdampfende urzeitliche Schwarze Löcher, implodierende Neutronensterne oder enorme Flares, die von magnetischen Neutronensternen, sogenannten Magnetaren, ausbrechen. Was auch immer die Quellen sind, ich bin sicher, dass wir es bald oder später herausfinden werden.

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Cogito. Mit Radiowellen den Kosmos erkunden

In den letzten zwei Jahren hat die Künstlerin Daniela de Paulis mit Radioastronomen, Funkamateuren, Neurowissenschaftlern und Philosophen zusammengearbeitet, um Cogito zu entwickeln, ein Forschungsprojekt, das spekuliert über die kreativen und philosophischen Möglichkeiten der Erforschung des Kosmos mittels Radiowellen.

Das erste Kapitel ihrer Arbeit präsentierte sie auf der BIO 50, der 24. Biennale für Design, die vor wenigen Wochen in Ljubljana eröffnet wurde. Cogito war Teil einer Gruppe von Projekten, die neue Wege für den Menschen erforschen, sich mit dem Weltraum zu verbinden und ihn zu erkunden.

Am Eröffnungstag der Biennale durften die Besucher ein leichtes Brain-Computer-Interface-Headset aufsetzen. Ihre Gehirnströme wurden dann aufgezeichnet, während sie durch den Ausstellungsraum gingen und dachten. Dieses kollektive performative Denken wird später in Radiowellen umgewandelt und übertragen als kollektives Bewusstsein – und Unterbewusstsein in den Weltraum. Die Veranstaltung wird in Echtzeit als audiovisuelle Performance aus der Kabine des Radioteleskops Dwingeloo in den Niederlanden übertragen.

Der Titel des Projekts bezieht sich offensichtlich auf die anhaltende Debatte über das Geist-Körper-Bewusstsein und auf Descartes’ dualistische Vision der Geist-Körper-Angelegenheit. Und dann wird es interessant:

Einige Wissenschaftler argumentieren, dass das Computerzeitalter dank der neuen herausragenden Rolle des technologischen Verstandes zur Wiederbelebung dieser Debatte beigetragen hat. Auch neuere Experimente in der Quantenphysik scheinen auf außergewöhnliche Verbindungen zwischen der Materie des Geistes und der Materie des Kosmos hinzuweisen, die tiefgreifende Fragen zur Natur des Bewusstseins und der Wahrnehmung aufwerfen. Das Senden von Gedanken in den Weltraum ist eine symbolische Aktion, um unser Bewusstsein von der erdzentrierten Perspektive in die kosmosweite Perspektive zu verschieben, während der mathematische Begriff der Intelligenz in Frage gestellt wird, wie er von einigen relevanten SETI-Forschern (Search for Extraterrestrial Intelligence) konzipiert wurde.
Denken ist mehr als logisches Denken und kann einem potentiellen außerirdischen Leben viel mehr über unsere Natur mitteilen, sollte es unsere EEG-Signale entschlüsseln können
.

Ich kontaktierte Daniela, um über Gehirnlabor, Radioteleskope für künstlerische Experimente und ‘interstellare Übertragungen als Werkzeug für philosophische Forschungen zu sprechen.’

Für die Ausstellung BIO 50 werden die Gehirnströme der Besucher dank eines an einen Computer angeschlossenen Gehirnlabors aufgezeichnet. Können Sie das Setting und die verwendete Technologie beschreiben? Wie sieht dieses Gehirnlabor aus?

Während des Eröffnungstages von BIO 50 habe ich die Gehirnströme der Besucher mit einem mobilen NeuroSky-Headset aufgezeichnet, das Live-EEG-Daten über Bluetooth bis zu 10 Meter Entfernung an einen Computer überträgt. Die EEG-Daten werden dann als Videoaufzeichnung gespeichert. Der eigentliche Aufbau des Stückes ist so gestaltet, dass seine visuelle Wirkung im Galerieraum minimiert wird.

Ich wollte, dass das Stück praktisch unsichtbar ist: Die Besucher, die durch den Raum gehen oder einfach sitzen oder stehen, während ‘Denken’ ist die wahre Präsenz des Stücks. Da der technische Aspekt des Stücks relativ einfach ist, kann mir jeder, der ein EEG-Gerät besitzt, die Aufzeichnung seiner Gehirnwellen über die Dauer von BIO 50 per E-Mail senden, um sie im Rahmen der Live-Performance ins All zu übertragen. Das eigentliche Kunstwerk befindet sich mehr im Äther als in der Galerie.



Dwingeloo Radio Observatoryloo

Die Gehirnwellen werden später übertragen ‘als kollektives Bewusstsein – und Unterbewusstsein – durch die Dwingeloo Radioteleskopantenne’. Technologie kann also auch Unterbewusstsein erkennen? Sorry für die dumme Frage aber ist das möglich? Kann es die bewussten und unbewussten Wellen unterscheiden?

Das Stück, das ich im Rahmen von BIO 50 präsentiere, ist der erste Schritt eines langfristigen Projekts. Dieses Mal verwende ich ein einfaches, aber relativ genaues Gerät, das EEG-Frequenzen erkennt, die von Beta (für den intensivsten Wachheitszustand), Alpha (Zustand entspannter Wachsamkeit), Theta (Zustand des inneren Denkens, Visualisierens und Träumens) und Delta reichen (Zustand des traumlosen Traums). Interessanterweise sind all diese Gehirnwellen im Elektroenzephalogramm immer präsent und miteinander verflochten, unser Geist scheint sich ständig von einem Zustand in einen anderen zu verschieben, als ob er vom Traum zur Realität, vom Bewusstsein zum Unterbewusstsein schwanken würde, anstatt in einem bestimmten Modus fixiert zu sein zum Set unseres Handelns. Im Rahmen der Projektentwicklung plane ich aber auch Gehirnwellen, die unter bestimmten Bedingungen aufgenommen wurden, etwa im Schlaf und vielleicht sogar von Tieren, in den Weltraum zu übertragen.



Ich habe gelesen, dass das Dwingeloo Radio Observatory nicht mehr in offizieller Funktion in Betrieb war. Wofür wird es jetzt verwendet?


Das Radioteleskop wurde 2005 von Funkamateuren gerettet: Sie haben es wieder funktionstüchtig gemacht und es wird jetzt für HAM-Radioaktivitäten und Bildungsprogramme verwendet. Im Jahr 2009 wurde ich der erste Artist in Residence bei Dwingeloo und entwickle seitdem eine Reihe von Projekten basierend auf Radioübertragungen, die oft live aus der Kabine des Radioteleskops im Web gestreamt werden. Gemeinsam mit den Funkamateuren entwickeln wir jetzt ein internationales Residenzprogramm und hoffen, dass Dwingeloo in naher Zukunft zu einem Kunstzentrum wird. Nicht viele Radioteleskope eignen sich für künstlerische Experimente, insbesondere für Transmissionen, daher ist dieses Instrument wirklich einzigartig. Nach einjähriger Restaurierung wurde das Gericht im April 2014 offiziell wiedereröffnet.

Michio Kaku: Das ist dein Gehirn auf einem Laserstrahl


Mich war fasziniert, über Michio Kakus Vorschlag zu lesen, dass wir in Zukunft unser Bewusstsein vielleicht in Laserstrahlen hochladen könnten. War es die Hauptinspiration Ihres Projekts?

Ich denke schon seit ein paar Jahren über ‘Cogito’ nach. In früheren Arbeiten habe ich Radiowellen verwendet, um buchstäblich die Oberfläche des Mondes zu berühren und seine reflektierten Signale in Form von visualisierten Gedanken zu empfangen, in ‘Cogito’ erforsche ich die Möglichkeit, mit dem Geist in größerer Tiefe in den Weltraum zu reisen. Vor ein paar Monaten hat Michio Kaku ein interessantes Buch veröffentlicht, das die futuristischsten Theorien der Neurowissenschaften versammelt. Tatsächlich könnten wir in ferner Zukunft in den Weltraum reisen, indem wir unseren Geist in Laserstrahlen hochladen. Die NASA entwickelt derzeit die Technologie, um HD-Daten per Laserstrahl anstelle von Radiowellen in den Weltraum zu übertragen. Wer weiß, wie lange es dauern wird, bis wir unseren Geist möglicherweise vollständig für die Fernerfahrung des Weltraums nutzen können.

Wie einfach (oder schwer) ist es, Neurowissenschaftler, Radioastronomen und Philosophen von einer Mitarbeit an Ihrem Projekt zu überzeugen? Cogito muss meilenweit von ihrer täglichen Forschung und Arbeit entfernt sein…

Die Funkamateure und Radioastronomen, mit denen ich in den letzten fünf Jahren zusammengearbeitet habe, zu überzeugen, war sehr einfach. Ich hielt eine offizielle Präsentation von ‘Cogito’ bei ASTRON, dem niederländischen Forschungszentrum für Radioastronomie, und stellte fest, dass die Idee, seine Gedanken in den Weltraum zu übertragen, bei einigen der Radioastronomen, die sich für SETI interessieren, Anklang findet (Suche nach Außerirdische Intelligenz). Für die neurowissenschaftlichen Aspekte des Projekts habe ich mit Prof. Ghebreab, seinem Team und Studenten der Universität Amsterdam zusammengearbeitet. Als wir letztes Jahr anfingen zusammenzuarbeiten, arbeitete Prof. Ghebreab an der Übertragung von Gehirnwellen über das Internet. Die Philosophen bieten zweifellos interessante Einblicke und sind direkt in meine konzeptionelle Forschung eingebunden, da das Projekt die ungelöste Debatte über den Dualismus von Geist und Körper berührt. Die Forschungsmethode, die ich als Künstler verwende, passt jedoch nicht immer in den analytischen Rahmen der Philosophen, was manchmal zu Missverständnissen führt.

Ich finde den Raum oft so weit von meinem Alltag entfernt, dass er fast abstrakt wird. Was fasziniert Sie so am Weltraum? Warum sollten wir uns ihrer Existenz und der Möglichkeiten, die sie bietet, mehr bewusst sein?

Ich habe mich schon immer für den Weltraum in all seinen Formen interessiert. Bevor ich meine Arbeit am Radioteleskop Dwingeloo begann, war ich mit einer Recherche zu Hafenstädten und ihren räumlichen und kommerziellen Netzwerken auf der ganzen Welt beschäftigt. Ich glaube, ich interessiere mich für globale Perspektiven.

Der Weltraum wird in unserer Kultur und Wirtschaft immer relevanter. Unsere körperlichen Einschränkungen im direkten Kontakt mit dem Weltraum werfen Fragen auf, wie wir ihn wahrnehmen können, da wir ein Teil davon sind, aber seine direkte Erfahrung verwehrt. Dies ist eines der Themen, das mich am Weltraum am meisten fasziniert. Für mich ist die Übertragung von Gehirnwellen in den Weltraum eine Form der physischen Raumfahrt, bei der unser Geist in elektromagnetische Wellen umgewandelt wird, die sich mit Lichtgeschwindigkeit im Weltraum bewegen. Es ist auch eine symbolische Aktion, um unser Bewusstsein von der erdzentrierten Perspektive in die kosmosweite Perspektive zu verlagern und uns selbst aus einem weit entfernten Blickwinkel zu betrachten, um die Relativität unserer Position in der Weite des Weltraums zu verstehen.

Cogito ist Teil Ihrer Doktorarbeit. Können Sie uns erklären, worauf sich die Promotion konzentriert?

‘Cogito’ ist der Ausgangspunkt meiner künstlerischen Doktorarbeit an der Rietveld Academy in Amsterdam. Seit ich mit meiner Erforschung interstellarer Übertragungen als Werkzeug für philosophische Untersuchungen begonnen habe, stelle ich mir die Frage, wie man sich den Weltraum vorstellen kann, indem ich das Denken als intellektuelle Erfahrung des Unsichtbaren verwende. Im Rahmen meiner künstlerischen Forschung interessiere ich mich auch für die Rolle der Philosophie beim Verständnis des Einflusses des Weltraums auf unsere Wahrnehmung. Ich interessiere mich besonders für Gedankenbeugungstheorien, die zwischen Philosophie des Geistes und Physik zu stehen scheinen (wie die ‘Orchestrated Objective Reduction’, konzipiert von Dr. Stuart Hameroff und Sir Roger Penrose) und die unser langjähriges Wissen herausfordern darüber, wer wir in Bezug auf das Universum sind. Die Wissenschaft erweitert unser Wissen über den Weltraum ständig, doch die direkte Wahrnehmung beschränkt sich auf unseren Heimatplaneten und seine unmittelbare Nähe. Wie kann die Philosophie die Lücke zwischen der wissenschaftlichen Forschung im Weltraum und unserer irdischen Erkenntnis schließen? Und wie wird sich unsere Kognition verändern, sollten wir dank Technologie und einem tieferen Verständnis unseres Geistes unsere geistigen und körperlichen Fähigkeiten im Weltraum erweitern können?


Die Installation in Ljubljana ist der erste Teil des Projekts. Was kommt als nächstes?

Das am Eröffnungstag in Ljubljana aufgenommene ‘Cogito’ der Besucher wird in Funkwellen umgewandelt und mit einer mehrstündigen Bakenübertragung ins All übertragen und so einen großen Winkel der Himmelskuppel abdecken. Die Veranstaltung wird in Echtzeit als audiovisuelle Performance aus der Kabine des Radioteleskops Dwingeloo übertragen. Datum und Uhrzeit der Aufführung werden in den sozialen Medien BIO 50 und auf meiner Website kommuniziert.

Es wird erwartet, dass das Projekt in Zusammenarbeit mit dem ‘Overview Institute’ weiterentwickelt wird, einer Gruppe von Forschern, die sich mit der Untersuchung des ‘Overview Effect’ (der Auswirkung, die Erde vom Weltraum aus zu sehen) auf die kognitiver Zustand von Astronauten, die die Gelegenheit hatten, den Anblick mitzuerleben. In der Kabine des Dwingeloo-Radioteleskops wird ein Gehirnlabor, das etwas anspruchsvoller ist als das für BIO 50, fest installiert und von den Besuchern genutzt werden, die ihre Gedanken in den Weltraum übertragen und gleichzeitig die immersive Aussicht erleben können der Erde aus dem Weltraum durch einen visuellen Simulator gesehen.

Danke Daniela!

Alle Bilder mit freundlicher Genehmigung des Künstlers.

Auschecken Cogito auf der BIO 50, der 24. Designbiennale. Die Ausstellungen sind bis zum 7. Dezember 2014 an verschiedenen Orten in Ljubljana geöffnet.


So funktioniert die Methode

Die Sonne in unserem Sonnensystem interagiert nicht so mit den Planeten wie GJ 1151, hauptsächlich weil die Sonne ein kleineres Magnetfeld erzeugt und die Planeten hier viel weiter entfernt sind. Zwergsterne, obwohl sie im Vergleich zur Sonne viel dunkler und kleiner sind, haben ein viel stärkeres Magnetfeld. In Kombination mit der Tatsache, dass Planeten in einem Zwergsternsystem viel näher am Stern sein müssen, um eine bewohnbare Umgebung zu erhalten, liefern die Magnetfeldwechselwirkungen sehr starke Radiowellenemissionen.

Eine Illustration eines Roten Zwergsterns mit einem nahegelegenen Exoplaneten. Rote Zwergsterne sind oft ziemlich magnetisch aktiv und brechen mit intensiven Flares aus. Bildnachweis: NASA/ESA/G. Speck (STScl)

Die Methode wurde von der Interaktion von Jupiter mit seinem Mond Io inspiriert. Die Magnetfeldwechselwirkung zwischen Io und Jupiter erzeugt eine elektromagnetische Welle, die sich in einem Polarisationszustand befindet, der als zirkulare Polarisation bekannt ist. Elektromagnetische Wellen in diesem Zustand liefern eine sehr deutliche Signatur, das heißt, wenn Astronomen diese Signaturen finden, ist es sehr wahrscheinlich, dass es einen Exoplaneten im System gibt (binäre Sterne interagieren jedoch auf ähnliche Weise). Nach dem Studium der vom LOFAR-Teleskop gesammelten Daten identifizierte das Team GJ 1151, das diese besonders starken Radioemissionen aussendet, die zur Entdeckung eines neuen Exoplaneten führten.


Erde-Weltraumteleskop-System sorgt für heiße Überraschung

Astronomen, die ein Radioteleskop im Orbit in Verbindung mit vier bodengestützten Radioteleskopen verwenden, haben die höchste Auflösung oder die Fähigkeit, feine Details zu erkennen, aller jemals gemachten astronomischen Beobachtungen erreicht. Ihre Leistung führte zu zwei wissenschaftlichen Überraschungen, die versprechen, das Verständnis von Quasaren, supermassereichen Schwarzen Löchern im Kern von Galaxien, voranzutreiben.

Die Wissenschaftler kombinierten den russischen RadioAstron-Satelliten mit den bodengestützten Teleskopen, um ein virtuelles Radioteleskop mit einem Durchmesser von mehr als 100.000 Meilen zu bauen. Sie richteten dieses System auf einen Quasar namens 3C 273, mehr als 2 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. Quasare wie 3C 273 treiben riesige Materialstrahlen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit nach außen. Diese leistungsstarken Jets senden Radiowellen aus.

Es wurde jedoch angenommen, dass die Helligkeit einer solchen Emission durch physikalische Prozesse begrenzt wird. Wissenschaftler dachten, diese Grenze liege bei etwa 100 Milliarden Grad. Die Forscher waren überrascht, als ihr Erde-Weltraum-System eine Temperatur von mehr als 10 Billionen Grad zeigte.

"Nur dieses Weltraum-Erde-System könnte diese Temperatur offenbaren, und jetzt müssen wir herausfinden, wie diese Umgebung solche Temperaturen erreichen kann", sagte Yuri Kovalev, der Wissenschaftler des RadioAstron-Projekts. “Dieses Ergebnis stellt eine bedeutende Herausforderung für unser derzeitiges Verständnis von Quasar-Jets dar,” fügte er hinzu.

Die Beobachtungen zeigten auch zum ersten Mal eine Unterstruktur, die durch die Streuung der Radiowellen an dem schwachen interstellaren Material in unserer eigenen Milchstraße verursacht wurde.

“This is like looking through the hot, turbulent air above a candle flame,” said Michael Johnson, of the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. “We had never been able to see such distortion of an extragalactic object before,” he added.

“The amazing resolution we get from RadioAstron working with the ground-based telescopes gives us a powerful new tool to explore not only the extreme physics near the distant supermassive black holes, but also the diffuse material in our home Galaxy,” Johnson said.

The RadioAstron satellite was combined with the Green Bank Telescope in West Virginia, The Very Large Array in New Mexico, the Effelsberg Telescope in Germany, and the Arecibo Observatory in Puerto Rico. Signals received by the orbiting radio telescope were transmitted to an antenna in Green Bank where they were recorded and then sent over the internet to Russia where they were combined with the data received by the ground-based radio telescopes to form the high resolution image of 3C 273.

The astronomers reported their results in the Astrophysikalische Zeitschriftenbriefe.

In 1963, astronomer Maarten Schmidt of Caltech recognized that a visible-light spectrum of 3C 273 indicated its great distance, resolving what had been a mystery about quasars. His discovery showed that the objects are emitting tremendous amounts of energy and led to the current model of powerful emission driven by the tremendous gravitational energy of a supermassive black hole.

The RadioAstron project is led by the Astro Space Center of the Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences and the Lavochkin Scientific and Production Association under a contract with the Russian Federal Space Agency, in collaboration with partner organizations in Russia and other countries. Das National Radio Astronomy Observatory ist eine Einrichtung der National Science Foundation, die im Rahmen einer Kooperationsvereinbarung von Associated Universities, Inc. betrieben wird.


One hypothesis is that they are caused by the ultimate death stars another theory blames defects in the fabric of spacetime

One popular hypothesis is that fast radio bursts are the result of hypothetical phenomena known as blitzars – cataclysmic scenarios of stellar destruction. Blitzars are imagined to be high energy pulsars – rotating dead stars emitting a regular beacon of electromagnetic radiation – being consumed by a black hole…the ultimate death stars.

“The fact that something like a blitzar could exist is mind-blowing and raises all kinds of questions,” says Sheila Kanani from the Royal Astronomical Society in London. “How were they created? Where does the energy come from? What does it mean for the evolution of the Universe?”

One theory for the source of fast radio bursts is that they come from high energy pulsars being consumed by a black hole (Credit: NASA/CXC/Univ of Toronto/M.Durant et al)

An alternative idea is that these blasts of energy result from some sort of massive cosmic explosion – maybe neutron stars colliding. “A lot of energy is being released to make a burst,” says Bannister. “But what’s really interesting is that when we look with other telescopes, we don’t see anything that’s obviously the aftermath of an explosion.” Nor would it explain why some bursts repeat over a period of several days.

“It could,” Bannister says, “be something to do with a black hole and, by the time we’ve looked, the black hole’s swallowed it or it could be a type of explosion that we don’t see with other telescopes – we just have no idea.”

Perhaps more intriguing is a theory that these high-energy blasts represent defects in the nature of the fabric of space-time. This hypothesis supposes that the Universe has cosmic strings stretching across it, conducting electrical current. When they snap, the strings explode in a burst of electromagnetic radiation.

Fast radio bursts could even be aliens, beaming a signal across space. Scientists aren’t ruling it out.


A Mysterious Rhythm Is Coming From Another Galaxy

Astronomers have been tracking fast radio bursts for years, but they’ve never caught one like this before.

For about four days, the radio waves would arrive at random. Then, for the next 12, nothing.

Then, another four days of haphazard pulses. Followed by another 12 days of silence.

The pattern—the well-defined swings from frenzy to stillness and back again—persisted like clockwork for more than a year.

Dongzi Li, a doctoral student at the University of Toronto, started tracking these signals in 2019. She works on a Canadian-led project, CHIME, that studies astrophysical phenomena called “fast radio bursts.” These invisible flashes, known as FRBs for short, reach Earth from all directions in space. They show up without warning and flash for a few milliseconds, matching the radiance of entire galaxies.

Astronomers don’t know what makes them, only that they can travel for millions, even billions, of years from their sources before reaching us. In the past decade, astronomers managed to detect about 100 of them before they vanished.

Li was monitoring FRBs, tracking their arrival times at a radio telescope in British Columbia, when she noticed that unusual pattern from one FRB source—four days on, 12 days off. (This is, perhaps, the purest definition of radio silence.)

The FRB, known by the bar-code-esque designation 180916.J0158+65, is the first to show this kind of regular cadence. Astronomers traced the source to a spiral galaxy about 500 million light-years away, where it’s still going strong.

The paper on this discovery, published earlier this month, marked the end of formal observations in February. Like so many people this year, Li has spent most of her days at home, rarely venturing beyond the walls of her small apartment in Bonn, Germany, but the Canadian observatory continues to scan the skies, catching the fleeting FRBs as little smudges of black against a plot of white noise. When Li and I spoke this week, she told me she’s still checking—and the rhythm is still there.

The discovery is an intriguing addition to a growing inventory of knowledge in a field whose earliest evidence was almost dismissed as a fluke. The first FRB was discovered in 2007, buried deep in archival data of a telescope in Australia, while astronomers were looking for another astrophysical phenomenon. The signal was thought to be a telescope artifact, a trick of light masquerading as a cosmic curiosity. And then similar signals started showing up in observations at other telescopes.

Astronomers accepted that they had detected a real event, but they still thought FRBs were one-offs. The flashes were so intense, even after crossing unfathomable distances in space, that whatever had produced them seemed unlikely to survive the cataclysm. But then astronomers found a repeater, a source of FRBs capable of erupting again and again, sometimes several times in less than a minute.

When astronomers managed to trace an FRB to its home galaxy for the first time, they found a small, lively galaxy, where new stars blinked into existence more than 100 times faster than in our own Milky Way. So FRBs must come from these kinds of environments, they thought. But then astronomers found that some FRBs originated in larger, mellower galaxies too.

“It seems like every time the scientific community converges on a possibility of what FRBs might be, some other observation happens that throws all these speculations out the window,” Kaitlyn Shin, an astrophysics graduate student at MIT who worked on the discovery of the pattern-bearing FRB, told me. “Now all the other theories going forward have to find a way to account for this periodicity.”

And not just from the FRB that Shin and Li’s team found, either a different team reported this month the discovery of another signal that pulses in a much longer pattern—a 157-day cycle, with 90 days of bursts, followed by 67 days of silence. Many other FRB sources might also follow distinct rhythms, but telescopes just haven’t observed them long enough to spot the tempo.

The nature of the objects that produce FRBs remains a mystery, but astronomers are collecting clues. The most important one to date appeared just two months ago—2020 has been a great year for FRBs, truly—when the observatory Li works with detected an FRB-like event inside our very own galaxy. The flash came from an astrophysical object called a magnetar, an ultramagnetic type of neutron star, the leftover core of an aging star.

For once, FRB astronomers weren’t entirely shocked at a discovery in their field. Magnetars currently top the list of theories for the engines of these mysterious bursts.

Astronomers have now come up with a few potential explanations for the source of the FRB that jams to its own distinct tune. Maybe the object is spinning and wobbling in such a way that its light points toward Earth only every four out of 16 days, which, from our perspective, would look like periodic bursts. Maybe it’s actually two objects—a neutron star orbiting another neutron star or even a black hole—locked in an orbit that squishes one star so much that it flares as it swings around. Maybe the source resides near a cloud of interstellar gas that amplifies its radio emissions, like a cosmic magnifying glass, as it passes through.

With so many scenarios on the table, I couldn’t resist asking astronomers about the option at the very edge of possibility, unlikely but also impossible to rule out: aliens. I admit that, despite knowing better, when I learned that astronomers had detected a distinct pattern emanating from outside the solar system, my mind jumped to Contact, the ’90s classic starring Jodie Foster as Ellie Arroway, a scientist obsessed with extraterrestrial life. When Li told her colleagues about the signals she saw, did they sprint from console to console in an operating room like Arroway did, scrambling to turn up the signal louder, clearer?

No, because the story with FRBs—the story with most mystifying astrophysical phenomena—is that it’s never aliens. Although, people more qualified than I am are also considering that, okay, maybe, these Macht, on the off chance, be alien signals: Avi Loeb, the Harvard astrophysicist known for entertaining ET explanations, this week drew a connection between Li’s FRB and a planet in the habitable zone of Proxima Centauri, the star closest to our sun. The planet takes 16 days to orbit its star, the same period observed in the FRB’s behavior, and Loeb suggested that perhaps the radio waves come from that planet, whose inhabitants have figured out how to harness and beam starlight, when their world turns our way.

But although the newly found FRB is indeed weird, it’s probably not a beacon from an advanced civilization. “This shares a lot of properties with other sorts of FRBs, which are not regular at all, so we don’t have any reason to believe that this one in particular is special,” Vikram Ravi, an astronomy professor who wasn’t involved in the research but who has discovered several FRBs, told me.

On top of that, Ravi expects a bit more from any aliens trying to send intergalactic hellos. “The signals are quite broadband, whereas it’s much more efficient to communicate in narrowband,” he said. “One would hope that if someone was communicating, it would be a bit more well defined.”


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Bemerkungen:

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