Astrophysik

In Norderstedt wird der Urknall erforscht

Im Antennenfeld auf einem Norderstedter Acker: Professor Marcus Brüggen von der Sternwarte Hamburg ist der Projektleiter des LOFAR in Norderstedt

Im Antennenfeld auf einem Norderstedter Acker: Professor Marcus Brüggen von der Sternwarte Hamburg ist der Projektleiter des LOFAR in Norderstedt

Foto: ABurgmay@wmg.loc / HA

Neues Fenster ins Universum: Universitäten Hamburg und Bielefeld eröffnen ein Antennenfeld für das größte digitale Radioteleskop der Welt .

Norderstedt. Marcus Brüggen steht am Mittwoch inmitten dieses seltsamen Gestänges auf einem Acker in Norderstedt und wird nicht müde, den vielen Gästen der feierlichen Eröffnung immer und immer wieder zu erläutern, was es damit auf sich hat.

Gut, dass der Professor für extra­galaktische Astrophysik und Kosmologie die Gabe hat, komplizierte Wissenschaft so zu erklären, dass der Laie sie nicht nur begreift, sondern sich für sie begeistert. „Von diesem Acker aus können wir tief in die dunkle Epoche der Entstehung des Universums blicken, in eine Zeit kurz nach dem Urknall, in der es noch kein Licht gab“, sagt Brüggen, und alle Zuhörer sind in seinem Bann. Das Gestänge, das Norderstedt auf die Weltkarte der internationalen Grundlagenforschung bringt, ist ein Teil des Low Frequency Arrays (LOFAR), des größten digitalen Radioteleskops der Welt. 49 vergleichbare Felder verteilen sich in ganz Nordwesteuropa, sie bilden gemeinsam ein virtuelles Ohr mit einem Durchmesser von 1000 Kilometern, mit dem die Astronomen das Weltall belauschen.

Ein ganz neues Fenster zum Universum wird mit LOFAR aufgestoßen

„Jenseits des Lichts gibt es die langen Radiowellen mit einer Frequenz von 30 bis 240 Megahertz. So, wie sie zum Beispiel von neutralen Wasserstoffen nach dem Urknall abgesondert wurden“, sagt Brüggen. Das LOFAR kann sie identifizieren und es den Forschern damit erlauben, einen „Radiohimmel“ abzubilden und ein völlig neues Fenster zum Universum aufzustoßen. „Optisch können wir die Sterne sehen. Mit Röntgenstrahlen entdecken wir schwarze Löcher. Mit dem LOFAR zeichnen wir Bilder aus Magnetfeldern, wir lernen, wie die Struktur des Universums entstand oder woher die Sonne kam.“

Das LOFAR in Norderstedt wird in Kooperation zwischen den Fachschaften der Universität Hamburg und Bielefeld betrieben. Dass es auf einem Norderstedter Acker zu stehen kam, hängt einerseits mit dem mangelnden Flächenangebot in Hamburg und andererseits mit der Norderstedter Infrastruktur zusammen. LOFAR ist Big Data. Die 192 Antennen in Norderstedt liefern terrabyteweise Daten, die zu einem Supercomputer im niederländischen Groningen transportiert werden müssen. Norderstedt hat das Glasfaserkabelnetz des städtischen Telekommunikationsanbieters Wilhelm.tel. Datenübertragung mit zehn Gigabit pro Sekunde sind kein Problem. Norderstedts Oberbürgermeister Hans-Joachim Grote unterstrich die Bedeutung des Netzes für seine Stadt: „Es macht uns nicht nur als Standort für die Wirtschaft attraktiv, sondern nun auch für die Grundlagenforschung internationaler Hochschulen.“

Störsignale gibt es viele. Zum Beispiel den Elektrozaun an der Pferdekoppel

Glasfaser, Big Data, Supercomputer – erst die Möglichkeiten der Technik haben das LOFAR möglich gemacht, sagt Professor Brüggen. „Deshalb war der Bereich Radiowellen in der Forschung bislang nicht so tief erschlossen.“ Auf die Antennen in Norderstedt prasseln nicht nur die wertvollen Frequenzen aus dem Weltall, sondern eine Unzahl von Störquellen wie Radio- und TV-Sender oder die Strahlung von Hochspannungsleitungen ein. Störsignale gehen sogar von den elektrischen Zäunen an den Pferdekoppeln in der Umgebung des Antennenfeldes aus. Mithilfe von aufwendigen Algorithmen können die Computer der Forscher all diese Störquellen herausfiltern. Übrig bleiben so nur die wertvollen Zeugnisse aus dem Anbeginn der Zeit.

Doch LOFAR kann noch viel mehr leisten als nur den Blick in die dunkle Epoche des Universums. Die Wissenschaftler können mit den Daten des Radioteleskops die Sonne, den Mond und die Planeten beobachten. Sie können Magnetfelder in fernen Galaxien und Galaxienhaufen betrachten oder Pulsare. Meteorologen erhoffen sich durch das LOFAR völlig neue Erkenntnisse über Blitze und das elektrische Feld in Gewitterwolken. Bislang war die Forschung hier auf Wetterballons und Messflugzeuge angewiesen.

Die Anlage in Norderstedt macht das Bild vom Universum deutlich schärfer

Das LOFAR arbeitet europaweit seit 2012 und sorgte schon für etliche Forschungsergebnisse. Das Norderstedter Antennenfeld nahm im Februar seinen Betrieb auf und liefert seither zuverlässig Big Data. „Mit Norderstedt haben wir eine Lücke in der Verteilung der Station in Nordeuropa geschlossen“, sagt Professor Brüggen. „Jetzt wird die Bildqualität des Radiotele­skops deutlich verbessert. Je größer das Teleskop, desto schärfer das Bild.“ Für die Spaziergänger entlang des in der idyllischen Garstedter Feldmark gelegenen Ackers bietet das Antennenfeld eher ein skurriles Bild. Umgeben sind die auf zwei Hektar angeordneten 192 Antennen von einem strahlungsarmen und irgendwie heimelig wirkenden Lattenzaun aus hellem Holz, flankiert von sympathischen Sonnenblumen – hier trifft Hightech auf Bullerbü.