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.

Schwarze Löcher mit „unmöglicher“ Masse

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)

Das Robotik-Start-up Aigen hat Unkraut auf landwirtschaftlich genutzten Flächen den Kampf angesagt. Dazu verwendet das Unternehmen einen solarbetriebenen Roboter, der Unkraut mithilfe Künstlicher Intelligenz (KI) erkennt und mit elektrisch angetriebenen Hacken den Garaus macht.

In der Landwirtschaft wird Unkraut auf dem Feld meist mit Herbiziden bekämpft. Das ist weder gesund für den Boden noch für den Verbraucher, der die belasteten Nutzpflanzen über Lebensmittel zu sich nimmt.

„Jeder isst Lebensmittel, die mit Chemikalien besprüht wurden“, fasst Richard Wurden, Mitgründer und CTO von Aigen, das Problem plakativ zusammen. Wurden hat fünf Jahre beim Elektroautohersteller Tesla als Maschinenbauingenieur gearbeitet. Dann begann er mit der Entwicklung eines Roboters, der in der Landwirtschaft Unkraut bekämpfen kann. Auf die Idee brachten ihn Verwandte, die im US-Bundesstaat Minnesota einen landwirtschaftlichen Betrieb haben, Nutzpflanzen anbauen und die kostspielige Unkrautbekämpfung beklagten. Denn nach einiger Zeit können Unkräuter eine Resistenz gegen Unkraut vernichtende Herbizide entwickeln. Andere, ungefährlichere Verfahren, wie etwa das Entfernen von Unkräutern mit der Hacke, seien zu teuer. Es fehlt einfach an Arbeitskräften, die diese Arbeit erledigen könnten. So bleibt also nur noch der Einsatz von Chemikalien, obwohl deren Wirksamkeit mit der Zeit abnimmt und die Mehrheit der Landwirte sie ablehnt.

Mit KI und Hacke gegen Unkräuter

Der Roboter von Aigen soll das Unkrautproblem auf umweltfreundliche Weise beheben. Auf einem autonom elektrisch fahrbaren Gestell sind Solarzellen installiert. Sie laden eine Batterie, die die Elektromotoren und die benötigte Elektronik zur Steuerung des Antriebs, der Kameras, Signalübermittlung und Unkrautentfernung speist. Prinzipiell ahmt der beräderte Roboter einen Menschen nach, der Unkraut jätet.

Dazu bewegt sich der Roboter, auch koordiniert mit anderen Robotern, über ein Feld und sucht zwischen den Nutzpflanzen nach Unkraut. Das funktioniert über eine KI, die Kamerabilder per Bilderkennung auswertet und Unkräuter identifiziert. Das wird jedoch nicht auf dem Roboter selbst erledigt, sondern in einem Kontrollzentrum, an das der Roboter die Bilddaten drahtlos übermittelt. Unterstützung dafür gibt es von Amazon Web Service (AWS), die Aigen im Rahmen des „Compute for Climate“-Programms unterstützten. Amazons Cloud-Ableger hilft mit diesem Programm Start-ups, die sich mit Umweltproblemen befassen und stellt ihnen etwa KI-Tools, Rechenzentrumskapazitäten und technische Hilfe zur Verfügung.

Mithilfe der Unkrauterkennung kann der Roboter dann mit der Bekämpfung beginnen. Dazu nutzt er Schneideblätter, ähnlich einer herkömmlichen Hacke, die das Wurzelwerk der Unkräuter abhackt, sodass das Unkraut abstirbt. Es verbleibt dann auf dem Feld. Die drei am Roboter befindlichen Hacken werden entsprechend der Position des Unkrauts elektromotorisch ausgerichtet und betätigt. Das nahezu in Echtzeit.

Geht etwas schief, gibt der Roboter eine Rückmeldung an das Kontrollzentrum, das weitere Maßnahmen ergreifen kann. Prinzipiell soll der Roboter seine Arbeit durchgängig erledigen – zumindest, solange die Sonne scheint und für Energienachschub über die Solarzellen gesorgt ist. Nach Einbruch der Dunkelheit steht der Roboter entsprechend still und setzt seine Arbeit erst am nächsten Tag wieder fort.

Aigen stellt klar, dass die Unkrautroboter keine menschliche Arbeitskraft ersetzen sollen. Vielmehr könnten Mitarbeiter, die etwa mit der Ausbringung der Herbizide beschäftigt waren, zur Überwachung der Roboter im Kontrollzentrum eingesetzt werden.

Für ein 65 ha großes Feld werden fünf Roboter benötigt. Dabei kommt allerdings ein stattliches Sümmchen für den Landwirt zusammen: Rund 50.000 US-Dollar soll ein Roboter in der Anschaffung kosten. Meist werden teure Landmaschinen, wie etwa Mähdrescher, die nicht dauernd genutzt werden, jedoch von Firmen gegen eine Gebühr für einen gewissen Zeitraum verliehen. Es ist anzunehmen, dass das auch das Geschäftsmodell von Aigen werden dürfte.

(olb)

Fällt die Elektrizität großflächig aus, wie Ende April 2025 zuletzt in Spanien und Portugal, sind nach kurzer Zeit auch Telekommunikationsnetze betroffen. Große Verteilerzentren fangen sich zwar mit USVs und Generatoren ab, doch für Mobilfunk und Festnetz gilt dies oft nicht. Die Schnittstellen für Smartphones, Notebooks und andere Endgeräte sind meist nach Minuten ausgefallen, und plötzlich wird die Kommunikationsreichweite von der Lautstärke der eigenen Stimme begrenzt.

Wer für so einen Fall vorsorgen will, muss sich um netzunabhängige Kommunikationskanäle kümmern. Eine Möglichkeit: Meshtastic. Das quelloffene und kostenfreie Softwareprojekt ermöglicht mithilfe günstiger LoRa-Bastelplatinchen verschlüsselte Chats und Telemetrie, also etwa Positions- und Temperaturdaten. Durch Sichtverbindungen, oder „Hops“ über weitere Meshtastic-Nodes kann die Reichweite dutzende Kilometer betragen. Bedient wird es unter Anderem per Smartphone-App, die über Bluetooth mit dem Meshtastic-Platinchen alias Node spricht. Eine Lizenz braucht man nicht, denn LoRa nutzt in der Europäischen Union allgemein zugeteilte Frequenzbänder bei 868 MHz und 433 MHz; in Deutschland hat sich 868 MHz als Standard etabliert.

Seitdem wir 2022 das erste Mal über Meshtastic geschrieben haben, hat sich Einiges getan: Die Software ist erwachsener geworden und es gibt mittlerweile fertige Nodes im Handel. Doch wer ein Gerät mit großem Akku und vernünftiger Rundstrahlantenne möchte, muss dafür über 100 Euro auf den Tisch legen. In diesem Artikel zeigen wir deshalb, wie Sie mithilfe eines 3D-Druckers und wenig weiterem Material für die Hälfte des Preises selbst ein Node-Paar konstruieren können. Wenn Sie jedoch zuerst mehr über Meshtastic erfahren wollen, lesen Sie unseren Beitrag mit den technischen Details zum Thema.

Das war die Leseprobe unseres heise-Plus-Artikels „Auch für den Katastrophenfall: Meshfähiges Chatnetzwerk im Eigenbau“.
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