Schlagwort: Illusion

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Diese Weltraumbilder sind gefälscht, bis auf eines

Fingierte APOD-Bilder zur Kalibrierung von Algorithmen computergesteuerter Teleskope.

Bildcredit: M. J. Smith et al. (U. Hertfordshire)

Beschreibung: Warum sollte jemand ein Universum erfinden? Aus nur einem Grund – um unser wirkliches Universum besser zu verstehen.

Viele astronomische Projekte, welche die Eigenschaften unseres Universums erforschen, arbeiten mit einem Roboter-Teleskop, das nacheinander Bilder des Nachthimmels aufnimmt. Anschließend analysieren ausgeklügelte Computeralgorithmen diese digitalen Bilder, um Sterne und Galaxien zu finden und ihre Eigenschaften zu vermessen. Um diese Algorithmen zu kalibrieren, ist es nützlich, sie an Bildattrappen aus einem fiktiven Universum zu testen. So sieht man, ob die Algorithmen die gezielt angelegten Eigenschaften korrekt erkennen.

Dieses Mosaik fingierter Bilder zeigt Imitationen von Aufnahmen, die auf Astronomy Picture of the Day (APOD) der NASA veröffentlicht wurden. Nur eines der 225 Bilder ist echt – wer findet es? Die geschickten Täuscher stellen einzelne gefälschte APOD-Bilder auf ihrer Website ThisIsNotAnAPOD oder in ihrem Twitterfeed zur Verfügung. Nützlicher für die Kalibrierung und das Verständnis des fernen Universums sind jedoch Galaxienattrappen – eine Stichprobe davon seht ihr auf der Website ThisIsNotAGalaxy.

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Ein Rorschach-Polarlicht

Polarlicht über einem Wasserfall in Jämtland in Schweden.

Bildcredit und Bildrechte: Göran Strand

Beschreibung: Keine Panik, wenn ihr hier die Fratze eines Ungeheuers erkennt. Es ist bloß Pareidolie, also die Tendenz, in Mustern aus Schatten und Licht Gesichter zu sehen. In Wirklichkeit ist die unheimliche visuelle Szene ein 180-Grad-Panorama mit Nordlichtern, das wie Tintenflecken auf einem gefalteten Blatt Papier digital gespiegelt wurde.

Die Bilder entstanden in einer Septembernacht mitten auf einer Hängebrücke über einen Wasserfall in Jämtland in Schweden. Dank der geomagnetischen Stürme, die von der jüngsten Sonnenaktivität ausgelöst wurden, könnten in den nächsten Nächten auf dem Planeten Erde in hohen Breiten sehr aktive Polarlichter auftreten. Aber falls ihr morgen Nacht in eurer Nachbarschaft die Fratze eines Monsters seht, ist vielleicht gerade Halloween.

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Die Einsteinkreuz-Gravitationslinse

Das Einsteinkreuz im Sternbild Pegasus. Eine kleine schwache Galaxie mit vier hellen Punkten in der Mitte.

Bildcredit und Lizenz: J. Rhoads (Arizona State U.) et al., WIYN, AURA, NOIRLab, NSF

Beschreibung: Die meisten Galaxien haben einen einzigen Kern – hat diese Galaxie vier? Die seltsame Antwort führt Astronominnen und Astronomen zu dem Schluss, dass der eigentliche Kern der umgebenden Galaxie auf diesem Bild gar nicht sichtbar ist, sondern dass das Kleeblatt in der Mitte vielmehr Licht ist, das von einem Quasar im Hintergrund abgestrahlt wird. Das Gravitationsfeld der sichtbaren Galaxie im Vordergrund bricht das Licht des fernen Quasars in vier Einzelbilder.

Damit wir eine Fata Morgana wie diese sehen, muss der Quasar exakt hinter dem Zentrum einer massereichen Galaxie liegen. Der Effekt wird allgemein als Gravitationslinseneffekt bezeichnet, dieser spezielle Fall ist als Einsteinkreuz bekannt. Noch seltsamer ist, dass die relativen Helligkeiten der Bilder des Einsteinkreuzes schwanken, weil sie gelegentlich durch einen zusätzlichen gravitativen Mikrolinseneffekt einzelner Sterne in der Vordergrundgalaxie verstärkt werden.

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Das holografische Prinzip und eine Teekanne

Dreidimensionale Teekanne in einem zweidimensionalen Bild.

Bildcredit: Caltech

Beschreibung: Sicherlich seht ihr das zweidimensionale bunte Rechteck, aber seht ihr auch tiefer hinein? Wenn ihr die Farbflecke auf diesem Bild zählt, schätzt ihr vielleicht, dass dieses digitale 2D-Bild höchstens 60 (waagrecht) x 50 (senkrecht) x 256 (mögliche Farben) = 768.000 Bit an Information enthalten kann.

Das noch unbewiesene holografische Prinzip besagt jedoch, dass – anders als erwartet – ein 2D-Bild alle Information des 3D-Raums enthalten könnte, den es umschließen kann. Das Prinzip leitet sich von der Idee ab, dass die Planck-Länge – das ist jene Länge, bei der die Quantenmechanik beginnt, die klassische Gravitation zu dominieren – die eine Seite eines Bereichs ist, der nur etwa ein Bit an Information enthalten kann.

Die Grenze wurde erstmals 1933 von dem Physiker Gerard ‚t Hooft postuliert. Sie ergibt sich aus der Verallgemeinerung scheinbar weit entfernter Vermutungen, wonach die Information, die in einem Schwarzen Loch enthalten ist, nicht vom eingeschlossenen Volumen bestimmt wird, sondern vom Oberflächenbereich seines Ereignishorizonts. Der Begriff „holografisch“ stammt aus der Analogie zu einem Hologramm, bei dem dreidimensionale Bilder durch Projektion von Licht auf einem flachen Bildschirm erzeugt werden.

Aufgepasst! Manche Leute, die auf dieses Bild starren, denken eher nicht, dass es nur 768.000 Bit codiert – und auch nicht die möglichen 2563000 Bit-Permutationen – sondern sie meinen, es zeige eine dreidimensionale Teekanne.

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Alphonsus und Arzachel

Der eulenartige Blick der Mondkrater Alphonsus, Arzachel und Alpetragius an der Licht-Schatten-Grenze an der Küste des Mare Nubium, dem Wolkenmeer.

Bildcredit und Bildrechte: Noel Donnard

Beschreibung: Heute Abend solltet ihr euer Teleskop auf den zunehmenden Halbmond richten. Am Terminator – das ist die Schattenlinie zwischen Tag und Nacht – starren euch vielleicht diese beiden großen Krater mit einem eulenartigen Blick entgegen.

Alphonsus (links) und Arzachel sind urzeitliche Einschlagkrater auf dem Mond an der nordöstlichen Küste des Mare Nubium, dem Wolkenmeer. Alphonsus, der größere der beiden Krater, hat einen Durchmesser von mehr als 100 Kilometern. Wenn das Sonnenlicht in einem schrägen Winkel einfällt, betont es den spitzen 1,5 Kilometer hohen Zentralberg des Kraters im hellen Sonnenlicht vor dunklen Schatten. 1965 suchte die Raumsonde Ranger 9 nach möglichen Apollo-Landeplätzen und schickte Nahaufnahmen von Alphonsus, ehe sie neben dem Zentralberg im Nordosten (links) in den Krater stürzte.

Der kleine Krater Alpetragius liegt zwischen Alphonsus und Arzachel, sein Boden mit dem übermäßig großen Zentralberg liegt noch im Schatten.

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Das Marsgesicht

Die Raumsonde Viking Orbiter fotografierte einen Tafelberg, der auf dem Foto wie ein Gesicht aussieht.

Bildcredit: NASA, Viking 1 Orbiter

Beschreibung: Wäre es nicht lustig, wenn Wolken Schlösser wären? Und wenn die Wäsche auf dem Schlafzimmersessel eine Superheldin wäre? Und was wäre es für ein Spaß, wenn felsige Tafelberge auf dem Mars interplanetare Denkmäler des menschlichen Gesichts wären?

Wolken sind jedoch schwebende Tröpfchen aus Wasser und Eis. Wäsche besteht aus Baumwolle, Wolle oder Plastik, die zu Kleidung verwoben wird. Berühmte Tafelberge auf dem Mars, die unter Namen wie Marsgesicht benannt sind, erscheinen auf besseren Bildern ziemlich natürlich. Ist die Wirklichkeit also langweilig?

Nun: Niemand weiß, wieso aus manchen Wolken Regen fällt. Niemand weiß, ob auf dem Mars Leben entstanden ist. Niemand weiß, warum die Wäsche auf dem Schlafzimmersessel wie Wurzelbier riecht. Wissenschaftliche Forschung kann nicht nur Rätsel lösen, sondern auch neues Wissen liefern, größere Rätsel aufgeben und sogar noch tiefschürfendere Fragen stellen.

Während die Menschheit das Universum erforscht, fängt der Spaß – durch Entdeckungen – vielleicht gerade erst an.

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Teufelshörner aus einem Feuerring

Die partielle Phase der ringförmigen Sonnenfinsternis wurde hier bei Neumond bei Belmar in New Jersey an der Ostküste der USA fotografiert.

Bildcredit und Bildrechte: Madhup Rathi

Beschreibung: Diese Teleskopansicht des Sonnenaufgangs am Atlantik vom 10. Juni zeigt, wie die Sonnenscheibe durch die Brechung in der Atmosphäre abgeflacht und verzerrt wurde.

Die Szene wurde während der ringförmigen Sonnenfinsternis dieser Saison bei Neumond fotografiert, und zwar bei Belmar in New Jersey an der Ostküste der USA. Die partielle Silhouette des Mondes verleiht der aufgehenden Sonne ihre Sichelform, die manche an die Hörner des Teufels erinnert (oder vielleicht ein fliegendes Kanu…).

Doch während ihrer vollständig ringförmigen Phase sah die verfinsterte Sonne wie ein Feuerring am Himmel aus. Die ringförmige Sonnenfinsternis vom Juni folgte der totalen Mondfinsternis des Vollmondes Ende Mai. Diese totale Mondfinsternis war eine dramatische rote Blutmondfinsternis.

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Das Auge des Mondes

Der Mond in der Öffnung dieses Felsbögens im Arches-Nationalpark in der Nähe von Moab in Utah (USA) sieht wie ein Auge am Himmel aus.

Bildcredit und Bildrechte: Zachery Cooley

Beschreibung: Wer beobachtet hier wen? Dieses Bild des Mondes hinter dem Tor einer Felswand wirkt wie ein riesiges Auge, das uns ansieht. Das Foto von Ende Oktober ist zwar nur eine einzige Aufnahme, doch das visuelle Duplikat erforderte eine Menge Planung.

Das fotografische Ziel wurde erstens durch präzise zeitliche Planung erreicht, damit der fast volle Mond im in diesem augenförmigen Bogen erscheinen würde, zweitens durch exakte räumliche Planung, damit der Winkeldurchmesser des Mondes bildhaft in den Gesteinsbogen passte, und drittens durch Glück, damit der Himmel klar war und die ganze Anordnung funktionierte. Die scheinbar zufällige Überlagerung wurde mithilfe dreier Smartphone-Apps technisch umgesetzt.

Der Sandsteinbogen, der durch Erosion geformt wurde, ist Millionen Jahre alt und nur einer von Tausenden natürlichen Felsbögen im Arches-Nationalpark in der Nähe von Moab in Utah (USA). Im Gegensatz dazu findet ihr den Mond die Hälfte der Zeit eigentlich überall auf der Erde am Himmel.

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