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Ein schwerhöriges Radioteleskop

Die Messungen von zwei oder mehr Objekten überlagern sich, verstärken sich oder löschen sich gegenseitig aus. Am besten würden Signale verstärkt, die aus einem wellenförmigen Streifenmuster am Himmel bestünden. Wenn sich nur einige Teile des Objekts an das Streifenmuster halten, kommt immer noch ein Signal an, aber kein so starkes. Je größer der Abstand der Radioteleskope voneinander, desto enger ist dieses ideale Streifenmuster. Beim EHT ist es klein genug, dass mehr als ein Streifen über dem schwarzen Loch liegt. Deshalb kann es als Objekt aufgelöst werden.

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Aber die Messung von Signalen aus einem Streifenmuster ist noch kein Bild. Um mit dieser Technik ein ausgedehntes Objekt wie in einem Foto abbilden zu können, müssten die Radioteleskope zueinander verschoben werden, so dass Messungen mit allen möglichen Abständen und allen möglichen Streifenmustern gemacht werden. Außerdem muss dabei der Aufbau rotiert werden, damit das in zwei Richtungen geschieht, schließlich soll ein zweidimensionales Bild des Objekts am Himmel entstehen.

Das mathematische Ergebnis dieser Auswertung von streifenförmigen Signalen ist eine Fouriertransformation des Bildes am Himmel, eine Zerlegung des Bildes in seine räumlichen Frequenzanteile. Das ist an sich noch kein Problem. Fouriertransformationen sind umkehrbar. Jedes Bild kann stückweise in Streifenmuster mit unterschiedlicher Stärke zerlegt werden, und aus den Streifenmustern kann auch das Bild wiederhergestellt werden. Das wird auch bei der MP3-Musikkompression ausgenutzt, bei der Geräusche in ihre zeitlichen Frequenzanteile zerlegt und später wieder rekonstruiert werden.

Ein richtiges Teleskop braucht keine Fouriertransformation

Das ganze Problem stellte sich nicht, wenn ein Radioteleskop mit nur einer großen Schüssel das Objekt beobachten würde. Wenn die Schüssel die Mikrowellen im Brennpunkt konzentriert, werden alle Streifenmuster in allen Richtungen mit allen Streifenabständen überlagert und die Fouriertransformation ganz ohne weitere Mathematik umgekehrt.

Aber mit nur acht über die Erde verteilten Radioteleskopen geht das nicht. Es kann nur eine kleine Auswahl der möglichen Streifenmuster vermessen werden. Die Astronomen können also keine vollständige Fouriertransformation eines Objekts am Himmel messen und diese dann einfach umkehren. Stattdessen müssen sie versuchen, aus kleinen Bruchstücken der Fouriertransformation zu erraten, wie wohl das Objekt aussehen könnte, das solche Messergebnisse verursacht.

Fehlende Frequenzen müssen erraten werden

Immerhin hilft die Erdrotation dabei, den ganzen Aufbau zu drehen und so eine Reihe von Streifenmustern mit unterschiedlicher Ausrichtung zu messen. Trotzdem fehlt der größte Teil der Daten. Das Ganze erinnert an einen Fall von Schwerhörigkeit oder zu starker MP3-Kompression. Wenn durch Kompression oder Schwerhörigkeit einige Frequenzen fehlen, ist das noch kein großes Problem, denn das Gehirn kann die Lücken aus Erfahrung ergänzen. Wenn aber nur noch einzelne Frequenzen ankommen, wird jedes gesprochene Wort zum Ratespiel.

Hinter einer zischenden Tonfolge könnten zum Beispiel alle möglichen Worte stehen, aber einige können auch ausgeschlossen werden. Das Wort könnte "Tischdecken" oder "Fischbecken" sein, aber nicht "Ananas". Wenn das Wort in der Textilabteilung eines Möbelhauses fällt, ist der Fall dennoch klar.

Im Zentrum von M87 befindet sich zwar kein Möbelhaus, wohl aber ein rotierendes schwarzes Loch, dessen Aussehen schon längst zumindest theoretisch berechnet wurde. Außerdem wurde es bereits vor einigen Jahren mit drei Radioteleskopen vermessen. Aus diesen Messungen war der ungefähre Durchmesser bekannt.

 Wissenschaft: Kein Foto von einem schwarzen LochVier Teams haben Bilder gemacht 
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ConstantinPrime 25. Apr 2019

"We have taken the first picture of a black hole," Googleübersetzer ... Loading...

DY 25. Apr 2019

komplette Verhöhnung, dieses Bild.

Arrakai 23. Apr 2019

Nein, hier wurde nicht einfach geraten. Die Methode wurde ja im Artikel recht gut...

Localhorst86 23. Apr 2019

Aber das hängt ja damit zusammen dass dann rauskommen würde dass die Erde gar nicht rund...

Arrakai 23. Apr 2019

Und was soll das Objekt dann Ihrer Meinung nach sein? Die Singularität? Ich weiß jetzt...


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