Umrechnung von 4 Mikrohertz in Gigahertz

Informationen über Mikrohertz (µHz)

Das Mikrohertz ist eine Frequenzeinheit und entspricht einem Millionstel Hertz. Sein Zeichen ist µHz. Ein Mikrohertz ist eine Schwingung je Million Sekunden, gut elfeinhalb Tage; die Einheit misst also Vorgänge, die im Rhythmus von Wochen, Monaten oder Jahren wiederkehren.

Am meisten genutzt wird sie in der Asteroseismologie. Sterne schwingen, und die Frequenzen dieser Schwingungen hängen von ihrem inneren Aufbau ab, so wie die Tonhöhe einer Glocke von Form und Wandstärke abhängt. Sonnenähnliche Sterne klingen bei einigen tausend Mikrohertz, Rote Riesen bei einigen Dutzend und die größten entwickelten Sterne unterhalb von eins. Weltraumteleskope wie Kepler und TESS maßen diese Frequenzen für Hunderttausende Sterne, indem sie deren Helligkeit um wenige Millionstel schwanken sahen.

Das Verfahren liefert Größen, die keine andere Methode bereitstellt. Aus dem Schwingungsspektrum leitet eine Astronomin Masse, Radius und Alter eines Sterns ab, und das Alter eines Sterns ist sonst kaum zu bestimmen. So werden heute die Alter planetentragender Sterne und damit ihrer Planetensysteme festgelegt.

Auch die Gravitationswellenastronomie beansprucht das Band. Das geplante weltraumgestützte Observatorium LISA soll zwischen etwa 100 Mikrohertz und einem Hertz empfindlich sein, einem Bereich, der verschmelzende supermassereiche Schwarze Löcher und die vielen tausend engen Doppelweißen Zwerge unserer eigenen Galaxis enthält. Bodengebundene Detektoren erreichen diese Frequenzen nicht, weil seismisches Rauschen sie überdeckt.

Die Geophysik nutzt die Einheit für die langsamsten Gezeitenanteile, darunter die vierzehntägige und die monatliche Mondgezeit sowie die halbjährliche und die jährliche Sonnengezeit, die zusammen die langperiodischen Schwankungen erzeugen, die Gezeitenvorhersagen berücksichtigen müssen. Die Polbewegung, das Taumeln der Erdrotationsachse, hat eine Periode von vierzehn Monaten, was etwa 0,8 Mikrohertz entspricht.

Klima- und Meeresforschung reichen noch tiefer. Die Südliche Oszillation von El Niño kehrt unregelmäßig alle zwei bis sieben Jahre wieder, weit unter einem Hundertstel Mikrohertz, und lange Eisbohrkerne lösen noch langsamere Zyklen auf.

Die Erde selbst liefert ein Musterbeispiel. Ihre Drehachse wandert in einem kleinen Kreis mit einer Periode von etwa 433 Tagen — die 1891 entdeckte Chandler-Schwankung —, was einer Frequenz von rund 0,027 Mikrohertz entspricht. Sie nachzuweisen kostete Jahrzehnte positionsastronomischer Arbeit, denn ein so langsames Signal lässt sich nur durch Beobachtung vieler Zyklen von der Drift trennen. Das ist die allgemeine Beschränkung des Bandes: eine Messung bei einem Mikrohertz braucht eine Aufzeichnung von mindestens einigen Millionen Sekunden, besser einigen zehn Millionen, sodass Geräte jahrelang stabil bleiben müssen, ehe ihre Daten lesbar sind. Die Einheit gehört daher den geduldigen Wissenschaften und nicht den schnellen.

Ein Mikrohertz entspricht 0,000001 Hertz, einer Schwingung je Million Sekunden oder 1000 Nanohertz.

Informationen über Gigahertz (GHz)

Das Gigahertz ist eine Frequenzeinheit und entspricht einer Milliarde Hertz. Sein Zeichen ist GHz. Es ist der Bereich der modernen drahtlosen Kommunikation und des Takts in jedem heutigen Rechner, und fast nichts davon war vor den 1990er Jahren im Alltag gebräuchlich.

WLAN belegt zwei Hauptbänder bei 2,4 und 5 Gigahertz sowie ein neueres nahe 6. Das 2,4-Gigahertz-Band ist überfüllt, weil es fast überall anmeldefrei ist und mit Bluetooth, Schnurlostelefonen und Mikrowellenherden geteilt wird, die bei 2,45 Gigahertz arbeiten, weil Wassermoleküle dort Energie wirksam aufnehmen. Das 5-Gigahertz-Band bietet mehr Kanäle und höhere Raten, wird jedoch von Wänden stärker geschluckt und deckt deshalb eine kleinere Fläche ab.

Der Mobilfunk erstreckt sich über den ganzen Bereich. Frühere Generationen nutzten Bänder unter 1 Gigahertz wegen ihrer weiten Reichweite in Gebäude hinein und über Land, während neuere Zuteilungen bei 1,8, 2,6 und 3,5 Gigahertz mehr Daten über kürzere Strecken tragen. Je höher eine Frequenz, desto mehr Bandbreite steht bereit und desto schlechter dringt sie durch; jede Netzgeneration ist ein Aushandeln zwischen diesen beiden Tatsachen.

Die Taktfrequenzen der Rechner überschritten um das Jahr 2000 die Gigahertzgrenze und blieben wenige Jahre später nahe vier stehen. Die Schranke ist thermisch: die Verlustleistung steigt steil mit der Frequenz, und jenseits von etwa vier Gigahertz kann ein herkömmlicher Siliziumprozessor die Wärme nicht mehr abführen. Leistungszuwächse kommen seither aus zusätzlichen Kernen, breiterer Befehlsausgabe und besseren Speicherhierarchien, nicht aus höherem Takt.

Satellitenstrecken, Radar und Radioastronomie arbeiten allesamt hier. Wetterradar läuft üblicherweise zwischen 2,7 und 5,6 Gigahertz, das Radar der Flugsicherung in ähnlichen Bändern, und die Mikrowellenhintergrundstrahlung, die das Weltall erfüllt, hat ihr Maximum nahe 160 Gigahertz, weit oberhalb des Bereichs der irdischen Kommunikation.

Millimeterwellensysteme bei 24 Gigahertz und darüber dienen dem Abstandsradar von Kraftfahrzeugen und den Bändern höchster Kapazität in Mobilfunknetzen. Ihre sehr kurzen Wellenlängen erlauben kleine Antennen und gewaltige Datenraten, werden aber von beinahe allem blockiert, auch von Regen und Blattwerk.

Ein Gigahertz entspricht einer Milliarde Hertz, 1000 Megahertz oder 0,001 Terahertz.