Es bleibt noch etwas mehr als ein Monat, bis ein wichtiger Meilenstein überwunden ist, der uns von 2017 trennt und mit seinen Freuden, Sorgen und Besonderheiten einhergeht. Wie erinnern wir uns an 2016? Wir fangen an zusammenzufassen. Ehrlich gesagt waren die wichtigsten wissenschaftlichen Ereignisse in diesem Jahr eher Enttäuschungen als Durchbrüche. Ein negatives Ergebnis ist aber auch ein Ergebnis. Es lohnt sich daher zu freuen, dass sich das Feld für neue Theorien, Experimente und Entdeckungen öffnet.
Wir haben Gravitationswellen gefunden
Am 11. Februar 2016 kündigten LIGO-Wissenschaftler offiziell die Entdeckung von Gravitationswellen an. Ein Team von Physikern konnte den Klang von zwei Schwarzen Löchern hören und aufzeichnen, die Milliarden von Lichtjahren entfernt kollidierten, was die neueste Prophezeiung von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie bestätigte.
Dieser kaum hörbare Klang, sagen Physiker, war der erste direkte Beweis für die Existenz von Gravitationswellen - Wellen in der von Einstein im letzten Jahrhundert vorhergesagten Struktur der Raumzeit. Es ist auch eine Bestätigung der Art der Entstehung von Schwarzen Löchern, Gravitationsfallen, aus denen selbst Licht nicht austreten kann. Die von diesen Gravitationswellen transportierte Energie, die 50-mal stärker ist als die Gesamtenergie aller Sterne im Universum zusammen, wurde von den hochempfindlichen LIGO-Antennen aufgezeichnet.
Gravitationswellen werden solche Fragen beantworten: Gibt es wirklich Schwarze Löcher, bewegen sich Gravitationswellen mit Lichtgeschwindigkeit, besteht Raum-Zeit aus kosmischen Strings und mehr?
Tesla-Autopilot hat einen Mann getötet
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In den USA wurde der erste Unfall mit einem vom Autopiloten gefahrenen Tesla Model S registriert, bei dem der Fahrer starb. Der Vorfall ereignete sich am 7. Mai 2016, die Daten dazu wurden jedoch erst im Juli veröffentlicht. Einem Polizeibericht zufolge fuhr das Auto auf einer Schnellstraße in Florida und prallte an einer der Kreuzungen gegen einen Wagen, der die Straße überquerte. Teslas Dach wurde abgeblasen und flog noch etwa 30 Meter, bevor es anhielt. Der Fahrer Joshua Brown starb bei dem Unfall.
Künstliche Intelligenz begann früher zu töten als wir dachten. Und obwohl dies ein Weckruf ist, sollte es so sein.
"… Die Realität ist, wenn man sich die Zahlen ansieht, dass das Fahren mit dem Autopiloten von Tesla VIEL sicherer ist als das Fahren ohne oder in einem Auto ohne", schrieb Peter Diamandis und reagierte auf die unfaire Reaktion der Medien.
Was wird als nächstes passieren? Wir werden beobachten, wie künstliche Intelligenz Hunderte von Menschen tötet, egal wo: für pharmazeutische Experimente; eliminiert unglückliche Designer-Babys; tötet einige Menschen, um andere zu retten; nimmt das Leben von Kriminellen, um Leben zu retten, die sie sonst hätten nehmen können. Und wir werden dies als das Heil der Menschheit betrachten. Wir müssen uns mit dem kleineren Übel abfinden, um das größere loszuwerden. Und es begann im Jahr 2016.
Wir fahren nach Proxima b
Hier gab es zwei Ereignisse.
Am 24. August 2016 bestätigten Wissenschaftler des European Southern Observatory (ESO) die Entdeckung eines erdähnlichen Exoplaneten in der potenziell bewohnbaren Zone von Proxima Centauri, dem uns am nächsten gelegenen Stern. Ein Planet umkreist Proxima Centauri, einen kleinen roten Zwergstern, der nur 4,25 Lichtjahre entfernt ist. Proxima Centauri ist etwas näher als das berühmte Alpha und Beta Paar Alpha Centauri. Der Planet heißt Proxima b und das ESO-Team schätzt seine Masse auf 1,3 Erde.
Die Umlaufbahn des Planeten liegt fast sieben Millionen Kilometer von Proxima Centauri entfernt, was 5% der Entfernung zwischen der Erde und unserer eigenen Sonne entspricht. Außerdem ist dieser Stern viel kälter als unsere Sonne, sodass sich Proxima b immer noch in der "potenziell bewohnbaren Zone" von Exoplaneten befindet, in der die Temperatur es Wasser ermöglicht, an der Oberfläche flüssig zu sein.
Noch einmal: Der Planet, der uns am nächsten ist, der Stern, der uns am nächsten ist, kann potenziell bewohnbar und sogar der Erde ähnlich sein.
Aus diesem Grund hat Yuri Milner das Breakthrough Starshot-Projekt gestartet. Mission: Senden Sie ein Raumschiff in Briefmarkengröße an Alpha Centauri, das der Erde am nächsten gelegene Sternensystem. Jede Nanokamera oder StarChip wird mit Kameras, einem Motor sowie einem Navigations- und Kommunikationssystem ausgestattet. Die Jungs im Silicon Valley wissen, wie man kleine Dinge macht und sie auf Chips klebt. Sobald das Fahrzeug im Weltraum ist, wird es eher durch Licht als durch Verbrennung angetrieben, angetrieben von einem meterbreiten Lasersegel, das an jedem Chip angebracht ist.
Das Alpha Centauri-System ist nur der erste Schritt auf einer großen interstellaren Reise. In Bezug auf kosmische Entfernungen ist dieses Sternensystem buchstäblich um die Ecke: nur 4,37 Lichtjahre entfernt. Billionen Kilometer. Sie können buchstäblich während eines menschlichen Lebens Informationen darüber erhalten.
Das Geheimnis von Planet Neun
Astronomen haben eine Reihe überzeugender, wenn auch umständlicher Beweise gefunden, die auf die Existenz einer riesigen unsichtbaren Welt hinweisen, die in den Fernen des Kuipergürtels liegt. Der neue Planet - der neunte im Sonnensystem - sollte Supererden sein, dh zehnmal so groß wie die Erde.
Anfang dieses Jahres legten die Planetenwissenschaftler des California Institute of Technology, Konstantin Batygin und Mike Brown, schlagkräftige Indizien für einen großen, noch unentdeckten Planeten vor, der vielleicht zehnmal so massereich wie die Erde ist und in einem Sonnensystem außerhalb von Pluto umkreist. Wissenschaftler haben ihre Beweise aus Anomalien in den Umlaufbahnen einer Handvoll beobachteter kleiner Körper gezogen.
"Leider", sagt Brown, "haben wir noch nichts gefunden." Die Beweise sind jedoch so stark, dass andere Experten der Branche ihren Fund sehr ernst nahmen.
SpaceX enthüllt den Mars-Kolonisationsplan
Um fair zu sein, ist es erwähnenswert, dass SpaceX im April 2016 die erste Stufe seiner Rakete erfolgreich auf einem schwimmenden Lastkahn gelandet ist. Diese Veranstaltung wurde wichtig für die Entwicklung des Unternehmens und zog die Aufmerksamkeit der ganzen Welt auf sich, aber das Hauptziel des Unternehmens ist immer noch anders. Nämlich: die Kolonisierung des Mars. Und Elon Musk legte Ende September einen detaillierten Plan für das Unternehmen vor.
Elon Musk glaubt, dass die Menschheit 40 bis 100 Jahre brauchen wird, um ein Schiff voller Kolonisten auf dem Mars zu landen und eine sich selbst tragende Zivilisation zu gründen. Musk skizzierte, dass eine Flotte von Schiffen, die mindestens 100 Menschen befördern kann und alle zwei Jahre abfliegt, in kurzer Zeit Marsstädte bevölkern könnte.
Und das interplanetare Transportsystem wird Mask dabei helfen. Natürlich sind die Pläne von SpaceX immer noch sehr grob. Es wird viele Jahrzehnte dauern, bis der Traum des Unternehmers wahr wird. Wenn alles gut geht.
Die Reise wird wie folgt verlaufen: Zuerst startet das Raumschiff von Pad 39A. Dann werden das Raumschiff und die erste Stufe getrennt. Die erste fliegt in die Umlaufbahn und die erste Stufe kehrt in 20 Minuten zur Erde zurück. Auf der Erde setzt sie sich wieder auf die Startrampe und ein Kraftstofftank sitzt darauf. Die Rakete hebt wieder ab, diesmal mit Treibstoff. Dann verbindet es sich mit dem Raumschiff und tankt es im Orbit an. Und schließlich fliegt diese ganze Struktur zum Mars. Unterwegs werden die Menschen mit Schwerelosigkeitsspielen, Filmen, Spielen, einem Restaurant und anderen Unterhaltungsangeboten in den Kabinen unterhalten.
Wenn das Gerät den Mars erreicht hat, landet es mit einer Retrotraktion auf seiner Oberfläche. Die Passagiere werden es sowie Fracht und Ausrüstung, die im Voraus zum Mars geliefert werden, nutzen, um eine langfristige Kolonie zu gründen. Nach 20-50 Reisen wird es eine Million Menschen auf dem Mars geben.
Es ist noch nicht bekannt, wo Menschen leben und was sie essen werden, wie sie in der Schwerelosigkeit gesund bleiben und wie sie das Problem mit schädlicher kosmischer Strahlung gelöst haben. Mask scheint das nicht zu stören - er sagt, es sei kein großes Problem. Das Krebsrisiko wird leicht erhöht, und die Ingenieure werden mit Sicherheit einen Strahlenschutz entwickeln, wenn das erste Schiff versandt wird.
Die Menschen werden zurückkehren können: Es wird keine einfache Fahrt sein. Außerdem müssen die Raketen irgendwie zurückgegeben werden. Musk bemerkte, dass es unter den ersten Reisenden keine Kinder geben wird und die Astronauten "bereit sein müssen zu sterben".
Sie werden jedoch Spiele in der Schwerelosigkeit haben, so dass es nicht beängstigend ist.
Der empfindlichste Detektor der Welt fand keine dunkle Materie
Der unglaublich empfindliche LUX-Detektor für dunkle Materie, der unter einer kilometerlangen Gesteinsschicht vergraben war, fand in 20 Monaten der Suche nach dunkler Materie nichts - was den Bereich möglicher Eigenschaften der mysteriösen Substanz erheblich einschränkte. Am 21. Juli präsentierten Wissenschaftler auf der 11. Dark Matter Conference (IDM2016) in Sheffield, Großbritannien, die Ergebnisse von LUX. Die Konferenz brachte Wissenschaftler zusammen, die versuchen, dunkle Materie zu verstehen - diese mysteriöse Substanz soll 4/5 der Masse des Universums ausmachen. Bisher hat es niemand direkt beobachtet.
Die Forscher untersuchten die enorme Datenmenge, die von einem sorgfältig kalibrierten Gerät in einem 20-monatigen Experiment gesammelt wurde, das auf eine schwächere dreimonatige LUX-Studie im Jahr 2013 folgte, die ebenfalls fehlschlug. Es gelang ihnen, Signale in den Daten herauszufiltern, die von Partikeln nicht dunkler Materie erzeugt wurden, die es schafften, in das Xenonbad zu gelangen und an dem Experiment teilzunehmen. Folglich haben Wissenschaftler die einmalige Gelegenheit, die Wechselwirkungen der Dunklen Materie direkt zu untersuchen, die erwartungsgemäß mehrere Signale von hundert pro Kilogramm Xenon erzeugen.
Nur weil LUX nichts finden konnte, heißt das nicht, dass dunkle Materie nicht aus WIMPs besteht. Vielmehr haben Weicheier aus dunkler Materie keine Masse oder können gewöhnliche Materie in einem bestimmten Bereich nicht beeinflussen.
"Wir dachten, es war eine Schlacht zwischen David und Goliath zwischen uns und dem viel größeren Large Hadron Collider am CERN in Genf", sagt Rick Gaitskell, Physiker an der Brown University und Sprecher von LUX. „LUX kämpft seit drei Jahren um die ersten Hinweise auf ein Signal der Dunklen Materie. Jetzt müssen wir abwarten, ob der erste Start des LHC in diesem Jahr Partikel der dunklen Materie zeigt oder ob die Entdeckung nach dem Erscheinen einer neuen Generation großer Detektoren erfolgt."
Was kann ich sagen? Das alles ist traurig.
Künstliche Intelligenz besiegte den Weltmeister im Go-Spiel
Im März 2016 besiegte AlphaGo, entwickelt von Googles DeepMind, den Weltmeister im Logikbrettspiel go, den Koreaner Lee Si Dol. Li verlor das erste Spiel nach dreieinhalb Stunden Spielzeit, während die Uhr noch 28 Minuten und 28 Sekunden übrig hatte.
DeepMind-Gründer Damis Hassabis drückte seinen "tiefen Respekt für Lee Si Dol und seine unglaublichen Fähigkeiten" aus und nannte das Go-Spiel "unglaublich lustig" und "sehr intensiv". Der Kapitän des AlphaGo-Teams, David Silver, kommentierte: "Die erstaunliche Komplexität des unterhaltsamen Go-Spiels, mit dem AlphaGo sein volles Potenzial entfalten konnte."
Wahrscheinlich war er ein wenig gerissen: Künstliche Intelligenz schlägt bereits erfolgreich die Großmeister der ganzen Welt, und jedes Jahr wächst die Kluft zwischen uns immer mehr. Ein weiterer Sieg der künstlichen Intelligenz im Sparschwein der Maschinen und das nächste Geschäft, in dem eine Person unübertroffen ist, weniger.
James Webb Weltraumteleskop fertiggestellt
Vor zwanzig Jahren begannen Wissenschaftler mit der Montage des Teleskops der nächsten Generation, das der Nachfolger des Hubble sein wird. Anfang November gaben die NASA-Ingenieure bekannt, dass der Bau des James Webb-Teleskops (JWST) endgültig abgeschlossen ist. Das Teleskop mit einem 6,5-Meter-Spiegel, der doppelt so groß ist wie der Hubble-Spiegel, kann vor dem geplanten Start im Oktober 2018 getestet werden.
Dieses Teleskop wird das Hubble-Weltraumteleskop und das Spitzer-Weltraumteleskop ersetzen. Die Bedeutung davon ist schwer zu überschätzen, da Hubble wohl eine der größten Erfindungen der Menschheit war und James Webb 100-mal mächtiger sein soll.
Immerhin wird dieses Teleskop dort beginnen, wo das Hubble-Teleskop aufgehört hat, nämlich Ultra- und Extreme Deep Field-Bilder. Abgesehen von den Satellitenbildern Planck und WMAP (die uns Fotos der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung lieferten) sind dies die ältesten Fotos von Licht, die wir gemacht haben, die entferntesten Galaxien. Leider werden sie sehr bald das Spektrum des sichtbaren Lichts verlassen und aufgrund der Expansion des Universums eine Rotverschiebung ins Infrarot durchlaufen.
Glücklicherweise sind die Instrumente von James Webb so konzipiert, dass sie hauptsächlich im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums arbeiten, wobei einige Funktionen im sichtbaren Bereich liegen. Es ist lichtempfindlich mit einer Wellenlänge von 0,6 bis 28 Mikrometern. Die fortschrittlichen wissenschaftlichen Instrumente an Bord des Teleskops werden vier Hauptthemen zu erforschen haben: das erste Licht und die Ära der Reionisierung, das Sammeln von Galaxien, die Geburt von Sternen, protoplanetare und planetarische Systeme und den Ursprung des Lebens.
Juno ist erfolgreich in die Jupiter-Umlaufbahn eingetreten
Im Juli gab die NASA bekannt, dass das Juno-Raumschiff, das vor 5 Jahren auf Raumfahrt geschickt wurde, endlich die Umlaufbahn von Jupiter erreicht hat, dem größten Gas-Gas-Riesen in unserem Sonnensystem.
Was bedeutet das? Dass wir einen weiteren "Spion" bekommen, der einen der interessantesten Körper in unserem System untersucht.
In den nächsten 20 Monaten wird Juno 37 Orbitalflüge um Jupiter absolvieren und die tiefsten Geheimnisse des Gasriesen aufdecken. Darunter befinden sich beispielsweise Daten darüber, wie Planeten wie Jupiter gebildet werden und ob sie einen festen Kern haben. Darüber hinaus wird das Gerät das Magnetfeld des Planeten abbilden, den Wasser-, Sauerstoff- und Ammoniakspiegel in der Jupiter-Atmosphäre messen und die Auroren des Gasriesen überwachen.
