Der Satellit Fermi hat von einem zwei Sekunden langen Gammastrahlenausbruch in sieben Milliarden Lichtjahren Entfernung Lichtquanten aufgefangen, die trotz millionenfach unterschiedlicher Wellenlänge (gelb bzw. rot) gleichzeitig bei der Erde eintrafen.
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Das Fermi Gamma-ray Space Telescope (vormals GLAST) wurde am 11. Juni 2008 gestartet und beobachtet Gammastrahlungsquellen wie Supernovareste, aktive Galaxien oder Pulsare mit vorher unerreichter Empfindlichkeit.
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Die Milchstraße im Licht der energiereichen Gammastrahlung. Das galaktische Zentrum liegt in der Bildmitte. Hier hat der Fermi-Satellit Hinweise gefunden, die auf Dunkle Materie hindeuten.
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Karte des gesamten Himmels im Gammalicht. Den "Äquator" bildet die diffuse Strahlung der Milchstraße. Gelb markiert sind die Quellen, die als Pulsare identifiziert wurden, rosa besonders schnell drehenden Millisekundenpulsare, die ebenfalls Gammastrahlung abgeben.
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Der Gammastrahlensatellit Fermi kreist gerade einmal ein gutes Jahr in seiner Umlaufbahn und es ist jetzt schon klar, dass er mit seinen Messergebnissen die Astrophysiker über Jahre hinaus in Atem halten wird. Und nicht nur das: Er hilft den Physikern auch bei einem ihrer gravierendsten Probleme: der Suche nach der "Weltformel".
Das Weltraum-Observatorium Fermi wurde am 11. Juni 2008 unter dem Namen Gamma-ray Large Area Space Telescope (GLAST) von einer Delta-Rakete in den Orbit befördert. Kurz nach der zweimonatigen Testphase erhielt es zu Ehren des Nobelpreisträgers Enrico Fermi seine endgültige Bezeichnung. Seither hat es unser Wissen über Quellen im All, die das besonders energiereiche Gammalicht abgeben, wesentlich vergrößert. Der Satellit hat über tausend Objekte beobachtet, vier Fünftel davon waren vorher unbekannt. Darunter sind
Pulsare, aktive Galaxien, aber auch die
Zentralregion der Milchstraße.
Der 10. Mai 2009 schien eigentlich nichts Besonderes zu sein. Fermi registrierte einen Gammastrahlenausbruch wie schon rund 200 andere zuvor. Es gab einen gewaltigen Lichtblitz in den Weiten des Kosmos, der im Zuge der Explosion eines bestimmten Typs massereicher Sterne entsteht. Dabei kann so viel Energie freigesetzt werden, wie bei tausenden normaler Supernovae zusammen. Doch diese eine Messung könnte helfen, bei der Vereinigung von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie mit der Quantenphysik einen Schritt voran zu kommen. Schon Einstein selbst und viele andere Genies des 20. Jahrhunderts widmeten sich dieser Herausforderung, doch ein Erfolg war ihnen nicht vergönnt.
Ansätze gab und gibt es viele. Ihnen gemein ist die Vorstellung, dass das Geflecht aus Raum und Zeit nicht völlig glatt ist, sondern auf einer Skala, die um viele Zehnerpotenzen kleiner sind als der Durchmesser eines Atomkerns, in irgendeiner Weise körnig oder schaumig sein muss - gequantelt. Diese Körnung sollte sich auf lange Sicht bemerkbar machen: Sind zwei Blitze aus energiereichen Lichtteilchen über eine ausreichend weite Strecke unterwegs, wird derjenige mit der höheren Energie stärker mit dem Granulat der Raumzeit wechselwirken - und etwas später ankommen. Nach Einsteins Relativitätstheorie wäre dies nicht möglich - die Lichtgeschwindigkeit ist von der Wellenlänge der Strahlen und damit von der Energie der Photonen unabhängig.
Dem Satelliten Fermi kam nun Kommissar Zufall zu Hilfe: Vom Gammastrahlenausbruch GRB 090510, der insgesamt nur rund zwei Sekunden dauerte, schnappte das Observatorium Lichtquanten auf, deren Energie sich um ein Millionenfaches unterschied. Obwohl diese Photonen über sieben Milliarden Lichtjahre weit unterwegs waren, kamen sie mit einem Zeitunterschied von nur 0,8 Sekunden nacheinander an. Das macht einen Geschwindigkeitsunterschied von 1 zu 100 Millionen Milliarden; wesentlich weniger, als die meisten Vereinheitlichungsansätze erwarten lassen.
Für viele Physiker, die gehofft hatten, auf diese Weise eine Verletzung der Einsteinschen Relativitätstheorie feststellen zu können - und einen Nobelpreis abzustauben -, ist dies eine herbe Enttäuschung. Auf der anderen Seite haben die Theoretiker nun eine konkrete Vorgabe: Sollte es die Weltformel tatsächlich geben, muss sie dem Umstand Rechnung tragen, dass auch energiereiche Gammaquanten wie die von GRB 090510 die Körnigkeit der Raumzeit nicht spüren. Neues Spiel - neues Glück!