Spektrum der Wissenschaft November 2010

Fr�h lernt jeder Physikstudent den Energieerhaltungssatz: Die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems bleibt konstant. Doch weil das Universum expandiert, erreicht uns das Licht fast aller kosmischen Objekte rotverschoben - es ist also energie�rmer geworden. Tamara M. Davis von der australischen University of Queensland, Autorin unserer Titelgeschichte Verliert das Universum Energie?, behauptet: Die Energie der einzelnen Photonen bleibt dennoch erhalten.

Schmerz ohne Ende? Forscher haben einen entscheidenden Mitverursacher chronischer Schmerzen entdeckt: aktivierte Gliazellen. Manchmal nehmen diese Hausmeister des Nervensystems ihren Job ein wenig zu ernst, berichtet der Neurobiologe und mehrfache Spektrum-Autor R. Douglas Fields von den National Institutes of Health in Maryland.

Au�erdem im Heft:
Fermi, Pasta, Ulam: Kann sich in einem scheinbar chaotischen System wieder Ordnung einstellen? Lokaler Krieg, globales Leid: Bereits ein regionaler Atomkrieg w�rde eine globale Hungerkatastrophe ausl�sen; Heilmittel gegen den Individualverkehr: F�rderungsw�rdige Rezepte gibt es genug; und vieles mehr

Editorial

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Inhaltsverzeichnis

Inhalt (kostenfrei)
4

Leserbriefe

Leserbriefe (kostenfrei)
6

Spektrogramm

Neuer Wirkstoff gegen Malaria (kostenfrei)
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Schon Australopithecus benutzte Steinmesser (kostenfrei)
8
Ein Tornado aus Elektronen (kostenfrei)
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Nachlaufender Trojaner von Neptun (kostenfrei)
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Wenn Affen Hunde f�r Nash�rner halten (kostenfrei)
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Bio-Staubsauger mit gro�em Appetit (kostenfrei)
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Dumme M�use schaffen sich ab (kostenfrei)
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Bild des Monats

Kalmar bei Nacht (kostenfrei)
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Forschung Aktuell

�l fressende Mikroben im Meer

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Als j�ngst im Golf von Mexiko aus einem Bohrloch in der Tiefsee gro�e Mengen Erd�l austraten, war unklar, wie viel davon von Mikroben abgebaut w�rde. Erste Untersuchungen dieser Verseuchung geben neue Aufschl�sse �ber die Selbstreinigungskraft des Meeres in solchen F�llen.

Folgt das Auge dem Traumgeschehen?

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Nach einer neuen Untersuchung bewegen sich die Augen im REM-Schlaf, als w�rden sie eine reale Szene betrachten.

Was den Stromfluss in Supraleitern behindert

14

Die drastische Reduktion des supraleitenden Stroms auf Grund winziger Materialfehler erschwert die praktische Anwendung der Hochtemperatursupraleiter. Mit einer mikroskopischen Modellierung solcher Defekte konnte dieses Verhalten nun verstanden werden.

"El Ni�o" im Treibhaus

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Schon vor rund 50 Millionen Jahren gab es auf der damals viel w�rmeren Erde das Klimaph�nomen "El Ni�o" - und es wirkte sich in Europa deutlich st�rker aus als heute. Das zeigen Untersuchungen der �lschieferschichten in der Grube Messel bei Darmstadt.

Springers EINW�RFE

Die Ruhe vor dem Sturm
20

Themen

Verliert das Universum Energie?

22

Fr�h lernt jeder Physikstudent den Energieerhaltungssatz: Die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems bleibt konstant. Doch das Universum als Ganzes scheint dieses Grundgesetz zu verletzen.

Physikalische Unterhaltungen

Von der Unbestimmtheitsrelation zur Farbe der Tomate

30

Eine lange Kette aus Kohlenstoffmolek�len gleicht einer Rennbahn f�r Elektronen. Je l�nger sie ist, desto geringer die Energie, die ausreicht, um ein Elektron auf ein h�heres Niveau (eine "�berholspur") zu heben. Das kann man an der Farbe des ausgesandten Lichts sehen und mit ziemlich elementaren Mitteln ausrechnen.

Themen

"Vielleicht laufen wir einem Phantom nach"

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Der junge Astrophysiker Volker Springel bewegt Universen - zumindest im Computer. Mit umfangreichen Simulationsprogrammen berechnet er die Entstehung der Galaxien sowie die Entwicklung des Kosmos.

Schlichting!

Hinter Gittern (kostenfrei)
42

Themen

Schmerz ohne Ende?

(kostenfrei)

52

Millionen Menschen hier zu Lande haben schier unertr�gliche chronische Schmerzen. Obwohl inzwischen viel �ber die biologischen Ursachen bekannt ist, lassen sie sich bislang nur schwer behandeln. Jetzt entdeckten Forscher einen entscheidenden Mitverursacher des Leids: Gliazellen.

Schwieriger Krillfang der Wale

(kostenfrei)

60

Moderne Technik enth�llt, wie die Furchenwale Nahrung erbeuten: Ein Blauwal etwa bl�ht in einem gewaltigen Vorsto� in einen Krillschwarm Kehle und Vorderbauch wie einen Ballon auf. Doch dem sind Grenzen gesetzt.

Frag den Experten

Wie gef�hrlich ist Plastikm�ll in den Ozeanen?

68

Die Wissenschaftsjournalistin Nicole Wedemeyer befragte den deutschen Meeresbiologen Lars Gutow.

Themen

Fermi, Pasta, Ulam und die Geburt der experimentellen Mathematik

70

Auf fast schon wundersame Weise, so entdeckten Enrico Fermi, John Pasta und Stanislaw Ulam im Jahr 1955, kann sich in einem scheinbar chaotischen System wieder Ordnung einstellen. Damals begr�ndeten sie einen auf Computerberechnungen basierenden und heute l�ngst unverzichtbaren Wissenschaftszweig.

Wissenschaft im R�ckblick

1910 und 1960
78

Themen

Der Wetterlotse im zweiten Stock

80

Von hoch oben beeinflusst die Stratosph�re, die lange als unbeteiligt am Wettergeschehen galt, Wind und Temperaturen nahe der Erdoberfl�che. Das passiert vor allem im Winter in Europa und zur Zeit der Taifune in Asien. Dank der Stratosph�re k�nnen auch Vulkane weltweit beim Wetter mitmischen.

Lokaler Krieg, globales Leid

88

Es muss nicht gleich ein Konflikt zwischen den Weltm�chten sein. Bereits ein regionaler Atomkrieg zwischen Indien und Pakistan k�nnte sich global auswirken und f�r Abermillionen Menschen den Hungertod bedeuten.

Heilmittel gegen den Individualverkehr

98

Wer von A nach B will, nutzt heute in vielen F�llen das eigene Auto. Soll Mobilit�t jedoch nachhaltig gestaltet werden, sind Alternativen gefragt.

Rezensionen

Zu sch�n, um n�tzlich zu sein

104

Reinhard Lassek �ber "Klangsph�ren" von Walther Streffer

Unglaublich, aber wahr

104

Tanja Neuvians �ber "Das M�dchen mit den zwei Blutgruppen" von Martina Frei

Wissenschaftliche Gutenachtgeschichten

106

Amadeus M�nch �ber "Klappi Wei�storch" von Vera Trachmann und "Kobold Mausohr" von Irmgard Meissl

Das Bewusstsein als Illusion

107

Michael Springer �ber "Der Ego-Tunnel" von Thomas Metzinger

Der Mathe-Erkl�rer

108

Heinz Klaus Strick �ber "Albrecht Beutelspachers Kleines Mathematikum" von Albrecht Beutelspacher

Sex und die Entstehung der Musik

110

Almut Gatz �ber "Der Musik-Instinkt" von Daniel J. Levitin

Der abgekl�rte �kofuzzi

112

Christoph P�ppe �ber "M�lltrenner, M�sliesser und Klimasch�tzer" von Volker Quaschning

Vorschau

Vorschau (kostenfrei)
114

Weitere Rubriken

Auf der Suche nach der Panikbremse

PLUS

Angstst�rungen geh�ren zu den h�ufigsten psychischen Erkrankungen. Doch es mangelt an geeigneten Medikamenten - mal schlagen sie nur mit Verz�gerung an, mal haben sie Nebenwirkungen. Neuromediziner testen nun eine viel versprechende Substanz, die Labortiere mutiger macht.