Direkt zum Inhalt

ZAHLENTHEORIE: Mysteriöses Primzahlen-Muster fasziniert Mathematiker

Primzahlen gehören zu den rätselhaftesten Phänomenen der Mathematik. Sie wirken wie zufällig unter die Zahlen gestreut. Aber das stimmt nicht ganz. Immer wieder finden Enthusiasten und Fachleute seltsame Auffälligkeiten ihrer Verteilung, die auf unbekannte, verborgene Gesetzmäßigkeiten hinzudeuten scheinen.

Ein weiteres solches Muster haben nun zwei Mathematiker von der Stanford University in Kalifornien in der ersten Milliarde Primzahlen entdeckt. Wie Kannan Soundararajan und Robert Lemke Oliver berichten, besitzen aufeinander folgende Primzahlen deutlich seltener die gleiche letzte Ziffer, als nach dem Zufall zu erwarten wäre. Demnach sollte statistisch betrachtet jede mögliche Kombination von Endziffern unter den ersten 100 Millionen Primzahlen etwa 6,25 Millionen Mal auftreten. Die "Endzifferzwillinge" tauchen jedoch jeweils nur etwa 4,5 Millionen Mal auf. Bemerkenswert ist laut den Wissenschaftlern zudem, dass Primzahlen bekanntermaßen zwar etwas häufiger auf 3 oder 7 enden als auf 1 oder 9. Betrachtet man jedoch die Endzifferzwillinge, ist das Verhältnis umgekehrt – die selteneren Endziffern folgen um etwa fünf Prozent öfter aufeinander. Insgesamt schwanken die Häufigkeiten der Endzifferkombinationen ziemlich drastisch: Auf eine 1 folgt lediglich 5,4 Millionen Mal eine 9, während nahezu 8 Millionen Mal auf eine 9 eine 1 folgt.

Erstaunlicherweise gilt das Muster mit den selteneren Endzifferzwillingen nicht nur für das gewohnte Zehnersystem, sondern auch, wenn man andere Zahlen als Basis nimmt. Mathematisch gesprochen sind also sowohl Primzahlpaare, die kongruent modulo 10 sind, als auch solche, für die modulo 7 oder eine beliebige andere Basis gilt, seltener, als die Zufallsannahme erwarten lässt. Der Grund hierfür ist unbekannt.

Kennen Sie schon …

Spektrum Kompakt – Pi ist überall - Die fabelhafte Welt der Mathematik

Häufiger als man denkt, schleicht sie sich in unseren Alltag ein: Die Kreiszahl Pi spielt nicht nur eine Rolle bei runden Flächeninhalten, sondern auch bei Lebenssimulationen, Streichhölzern oder Billardspielen - und obwohl sie seit jeher fasziniert, wirft ihr Vorkommen noch immer Fragen auf.

Spektrum - Die Woche – Auf der Suche nach dem inneren Kind

Seit dem 1. Juli steht fest, dass die Benin-Bronzen zurück an Nigeria gehen. Doch wie kam die britische Kriegsbeute eigentlich überhaupt nach Deutschland? Diskussionen lösen auch andere Mitbringsel aus, und zwar jene vom Mars. Die gute Nachricht: Zurückfordern wird die Steine wohl niemand.

Spektrum Kompakt – Kryptografie - Sicher kommunizieren

Sichere Passwörter, sichere Messenger, sichere Datenübertragung - in Zeiten digitaler Kommunikation spielt der Schutz der übermittelten Inhalte eine große Rolle. Wie gelingt er?

Schreiben Sie uns!

2 Beiträge anzeigen

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

  • Quelle

Lemke Oliver, R. J. und Soundararajan, K.: Unexpected Biases in the Distribution of Consecutive Primes. In: arXiv:1603.03720 [math.NT], 2016

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.