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Gravitationswellen: Massereichste Kollision zweier Schwarze Löcher lässt rätseln


Die beiden Gravitationswellendetektoren von LIGO haben im Herbst 2023 offenbar die Entstehung des bislang massereichsten Schwarzen Lochs beobachtet – und wieder stehen Forscher und Forscherinnen vor einem Rätsel. Wie eine internationale Forschungsgruppe berichtet, sind zwei Schwarze Löcher mit jeweils mehr als 100 Sonnenmassen zu einem neuen Objekt verschmolzen, das auf die 225-fache Masse unseres Heimatsterns kommt. Mindestens das kleinere der beiden fällt dabei aber in einen Bereich, der bisher für unmöglich gehalten wird. Ein beteiligter Astronom nennt dessen Masse gar „verboten“. Hinzu komme, dass die beiden Objekte so schnell rotieren, dass das ebenfalls an die Grenzen des Möglichen gehe.

Laut der Forschungsgruppe wurden die Gravitationswellen am 23. November 2023 beobachtet, das Ereignis trägt deshalb die Bezeichnung GW231123. Beobachtet wurden die Signale von beiden LIGO-Detektoren (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) in den USA. Es handle sich wegen der Eigenschaften der beteiligten Schwarzen Löcher um eine „einzigartige Herausforderung“ und es bestehe die Möglichkeit, dass ihr Ursprung noch viel komplexer ist als angenommen. Es werde Jahre dauern, das komplizierte Signalmuster auszuwerten und all die daraus folgenden Implikationen zu verstehen, prognostiziert Gregorio Carullo von der University of Birmingham, der an der Arbeit beteiligt war.

Um die Aufregung der Forscher und Forscherinnen zu verstehen, braucht es einen Blick auf die Massen der beiden Schwarzen Löcher, die hier wohl verschmolzen sind. Nach unserem Verständnis von Sternen und ihrem Ende dürften wir eigentlich keine Schwarzen Löcher finden, die mehr als 65 und weniger als 120 Sonnenmassen aufweisen. Das liegt daran, dass Sterne in diesem Massenbereich an ihrem Lebensende erst so viel Masse verlieren, dass sie auf jene Masse schrumpfen, in der nach einer Explosion als kleineres Schwarzes Loch enden. Stattdessen liegen aber bei GW231123 beide Schwarze Löcher in oder an diesem Bereich. Vorstellbar aber offenbar äußerst unwahrscheinlich sei, dass beide selbst durch Kollisionen entstanden sind.

Die Gravitationswellenastronomie beruht auf Voraussagen der Allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein. Gravitation ist demnach eine Eigenschaft des Raums, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet. Werden massereiche Körper beschleunigt, erzeugen sie Gravitationswellen, die das Gefüge des Raums verformen – selbst bei großen Massen aber nur minimal. Einstein selbst ging deshalb davon aus, dass diese nie nachweisbar sein würden. Mit modernen sehr leistungsfähigen Instrumenten lassen sie sich aber beobachten – wenn das verantwortliche Ereignis groß genug war. Mit den Detektoren in den USA, Italien und Japan werden seit Jahren immer wieder Spuren gigantischer Kollisionen entdeckt.


(mho)



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Jamming in Ostsee: Erfolgreicher Test einer Laser-Verbindung zwischen Schiffen


Forschungseinrichtungen und Firmen suchen zunehmend nach Wegen, um die massiven Störungen von Systemen für die Satellitennavigation in der Ostsee nahe Russland zu umgehen. Das litauische Weltraum- und Verteidigungs-Startup Astrolight hat nach eigenen Angaben sein Freiraum-Laserterminal Polaris erfolgreich in Kooperation mit der Marine des Landes getestet. Der Test fand demnach zwischen zwei Marineschiffen in einer Region in der Ostsee statt, in der es immer wieder zu Beeinträchtigungen von Funk und Geolokalisierung kommt.

Laut polnischen Forschern sind Schiffe in der östlichen Ostsee, die der russischen Schattenflotte zugerechnet werden, für die Kommunikationsausfälle in der Region zumindest mitverantwortlich. Die Wissenschaftler registrierten in der Danziger Bucht vor allem Jamming, bei dem das Funksignal von Satelliten gestört wird. Durch die Nutzung von Laserverbindungen könnten Systeme wie Polaris „eine sichere und störungsfreie Alternative“ bieten, teilte Astrolight mit. Anders als beim Funk sei das Polaris-Signal sehr schwer zu erkennen und zu stören. Daher eigne es sich gut für den Einsatz in von Jamming betroffenen Gebieten oder in Funklöchern.

Während der Demonstration zeigte das Polaris-Terminal der Firma zufolge einen schnellen Verbindungsaufbau. Es habe den drahtlosen Kommunikationskanal auch während der gesamten Mission stabil aufrechterhalten können. Das System sei fähig, „vollständig außerhalb des Funkfrequenzspektrums zu operieren“. Das vom litauischen Verteidigungsministerium initiierte und weiterhin geförderte Polaris-System sei prinzipiell darauf ausgerichtet, über einen Laserstrahl „große Informationsmengen zwischen Schiffen oder anderen Plattformen in einer Entfernung von bis zu 50 Kilometern mit Geschwindigkeiten von bis zu 1 GBit/s übertragen“ zu können.

Der für das Projekt zuständige und am Test beteiligte litauische Kommandant, Leutnant Justinas Žukauskas, sprach von einem „wichtigen Meilenstein in der Entwicklung von Kommunikationstechnologien der nächsten Generation für die litauischen Streitkräfte“. Die Fähigkeit des Systems, „elektromagnetische Spuren deutlich zu reduzieren“, sei „besonders für Marineoperationen in einem taktischen Umfeld wie der Ostsee wertvoll“. Erfreulich sei auch, „dass das, was im Rahmen eines maritimen Hackathons begann, allmählich Realität wird“. Der Prototyp werde nun für weitere Tests und zur Integration in die Strukturen der litauischen Streitkräfte übergeben.

Parallel treibt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) zusammen mit Partnern mit Ranging Mode (R-Mode) eine andere Alternative zu satellitengebunden Systemen voran. Die von GPS und Galileo unabhängige Technik befindet sich aktuell auf dem Weg zur Standardisierung und wird 2025 in einem um Finnland und Estland erweiterten Versuchsfeld eingeführt. R-Mode nutzt bestehende Infrastrukturen der nationalen maritimen Einrichtungen für die Bereitstellung von Funkdiensten im Bereich der Mittelwelle und der Ultrakurzwelle. In den vergangenen sieben Jahren ist bereits ein Versuchsfeld mit acht R-Mode-Sendern mit einer Ausdehnung von etwa 800 Kilometern zwischen Helgoland und Stockholm entstanden.


(vbr)



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Apple TV: Neues Modell noch in diesem Jahr?


Die Gerüchteküche ist sich weitgehend einig: Das Apple TV bekommt demnächst ein Update. Tatsächlich hat Apple seine Multimediabox zuletzt im November 2022 aktualisiert, also vor fast drei Jahren. Ein Überblick, wie ein Apple TV 4K der bereits vierten Generation aussehen könnte – und welche Spezialfunktionen Apple möglicherweise plant.

Apples Multimediabox ist bekanntermaßen nicht billig, wenn man sie mit Streamingsticks mit Android TV oder Amazons Fire-TV-Geräten vergleicht. Mindestens 169 Euro zahlt man bei Apple in der kleinen Version für das Gerät (WLAN, 64 GByte), mit Ethernet und doppeltem Speicher sogar 189 Euro (Marktpreise (ab 165,99 €) günstiger). Dafür gibt es dann unter anderem vergleichsweise viel Datenschutz und einen gut gefüllten eigenen App Store samt Streaming-Clients und anderen Multimediaprogrammen von fast jedem Anbieter.

Das aktuelle Apple TV 4K ist bereits die dritte Generation einer stets nur minimal verbesserten Hardware. Die aktuelle Variante kommt mit einem Apple-SoC der Baureihe A15 Bionic aus dem iPhone 13 von 2021, bei dem ein Hochleistungskern abgeschaltet wurde. Die GPU besitzt fünf Kerne und beherrscht nun HDR10+ samt HDMI 2.1 mit QMS. Das große Modell lässt sich als Thread-Station für HomeKit nutzen, der kleinen Variante fehlt der notwendige Funkchip. Neu war auch, dass Apple erstmals eine Siri Remote mit USB-C mitliefert und nicht mehr das proprietäre Lightning verwendet.

Ein Apple TV 4K der vierten Generation dürfte vor allem Verbesserungen im Innenleben mitbringen. Letzte Ansagen bekannter Apple-Gerüchteköche wie Mark Gurman von Bloomberg sprechen von einem Release bis Winter. Zunächst dürfte Apple vom A15 Bionic auf etwas Aktuelleres springen. Es könnte der A18 aus dem iPhone 16 sein – oder, wenn Apple zukunftssicherer sein möchte, der noch nicht verfügbare A19 aus dem iPhone 17, das im September erwartet wird. In Sachen Funk könnte Apple erstmals einen eigenen Kombichip aus Bluetooth und WLAN verbauen, an dem das Unternehmen schon länger werkelt. Es könnte allerdings sein, dass der maximal unterstützte WLAN-Standard nur Wi-Fi 6E sein wird, nicht das neuere Wi-Fi 7.

Bei Multimedia unterstützt das Apple TV bereits jetzt auch FaceTime-Videochats. Dazu benötigt man allerdings ein iPhone oder iPad als Kamera. Angeblich soll es bei Apple bereits im letzten Jahr Diskussionen darüber gegeben haben, eine Kamera gleich direkt in Apple-TV-Boxen einzubauen. Diese soll auch eine Gestenerkennung enthalten – denkbar etwa zur Gerätesteuerung. Klar ist bereits, dass tvOS 26, das neue Betriebssystem, Kontaktposter wie das iPhone unterstützt, zudem eine Live-Untertitelung von FaceTime-Gesprächen plus Anrufbenachrichtigungen auch von Gesprächen, die auf dem iPhone eingehen. All das spricht für Verbesserungen auch auf Hardware-Seite.


(bsc)



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Start-up S.A.M: Innovative 3D-Druck-Lösungen für mehr Datensicherheit


Samuel Kenzari (CNRS) und Sylvain Lefebvre (INRIA) gründeten Ende 2022 das Unternehmen S.A.M. Basis waren die Ergebnisse der gemeinsamen Forschung im Bereich Authentifizierung. Das Start-up S.A.M (Signature & Authentification des Matériaux) soll neue Ansätze für den Datenschutz bieten, indem es die Möglichkeiten der 3D-Druck-Technologie nutzt. Das Kernstück der neuen Lösungen sind 3D-gedruckte physische Token, die als Schlüssel sensible Daten wie Eigentumsnachweise, Seriennummern oder sichere Zugangscodes speichern. Mit diesem Ansatz soll es möglich sein, individuellen Schutz einfach, unabhängig und offline anzubieten.

Die Forscher bezeichnen das, was S.A.M. bietet, als „phygitale“ Lösung, die physische und digitale Elemente vereint, um einzigartige 3D-gedruckte Token zu schaffen. Diese Token fungieren als physische Schlüssel, mit denen Nutzer vertrauliche Echtheitszertifikate, Eigentumsnachweise oder sichere Zugangsberechtigungen erstellen. Die Technologie arbeitet offline ohne Datenbank, wodurch sie höchste Sicherheit für sensible Informationen wie Seriennummern, URL-Links oder Eigentumsbestätigungen bieten soll. So verifizieren die Token den Besitz eines Originalprodukts oder gewähren Zugang zu geschützten Bereichen und Funktionen.

Dabei kodieren Nutzer Daten, Befehle oder Funktionen zunächst und wandeln sie in G-Code um, der den 3D-Druck eines Tokens steuert. Dieser G-Code enthält die Anweisungen, um einen 3D-gedruckten Token zu erzeugen, der die vertraulichen Informationen direkt über sein Volumen und die Oberfläche speichert. Der fertige Token enthält dann die vertraulichen Informationen in der individuellen Struktur. Diese zweigeteilte Speicherform über Volumen und Oberfläche ermöglicht die sichere Authentifizierung und Datenverwaltung. Mit der mobilen App von S.A.M entschlüsseln Nutzer den Oberflächencode flexibel mit einem privaten oder öffentlichen Schlüssel, vergleichbar mit anderen asymmetrischen Kryptografieverfahren.

Sylvain Lefebvre als Leiter des Projektteams ist von der neuen Technologie überzeugt. „Dieser Token, der als Fälschungsschutz, Sicherheitsschlüssel oder Echtheitszertifikat verwendet werden kann, sieht aus wie ein Plastikquadrat mit einem geprägten Labyrinth auf einer Seite. Alles, was Sie tun müssen, ist, es auf das von uns entworfene Lesegerät zu legen, um an die enthaltenen Informationen beziehungsweise die Signatur zu kommen. Da der Entschlüsselungskey vollständig passiv im Token gespeichert wird, sendet er kein Signal aus, was bedeutet, dass er resistent gegen Cyberangriffe ist. Darüber hinaus verfügt die Lösung, die wir auf dieser Grundlage entwickelt haben, über eine astronomische Anzahl möglicher Labyrinthe, bei denen das Risiko einer Entschlüsselung praktisch gleich Null ist“, so Lefebvre.

„Einer der Vorteile dieser Technologie ist die einfache Handhabung. Alles, was du brauchst, ist ein 3D-Drucker, eine S.A.M.-Kodierspule, eine spezielle Anwendung zur Generierung der G-Codes und ein physischer Decoder für 3D-Token. Das Verfahren lässt sich einfach für unterschiedliche Kundenbedürfnisse anpassen und individuell in Herstellungs- und Serviceprozesse integrieren. Dies gilt auch für die Kunden, die bei der Produktion von Token völlig autonom sein möchten“, meinen die Forscher. Dabei lassen sich derartige Token auch in Alltagsgegenstände wie Armbänder integrieren. Weiterführende Infos bietet die Webseite von S.A.M.


(usz)



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