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Welt der Wissenschaft: Kosmologie: Perspektiven astronomischer Entdeckungen

Wohin geht die astronomische Forschung? Welche grundlegenden Fragen zur Struktur der Welt im Großen werden wir in Zukunft beantworten können? Möglicherweise stehen unserem Weltbild radikale Umbrüche bevor – andere Erden, anderes Leben, andere Physik, andere Universen. Wo liegen die Grenzen unserer empirischen Wissenschaft?
Astronomisches Denken fundiert einerseits auf der bekannten Physik: Es nutzt ihre allgemeine Gültigkeit, um neue Phänomene zu entdecken – etwa Planeten um andere Sonnen oder die erste Generation von Sternen, die in unserem Universum bald nach dem Urknall aufleuchtete. Andererseits verwenden die Astronomen das Universum als Labor, um die in unserer nahen Umgebung erprobten physikalischen Gesetze auf unbekanntem Gelände zu testen. Dabei stoßen sie immer wieder auf gänzlich neue Physik: Die kürzlich erfolgte Entdeckung der Dunklen Energie liefert dafür vielleicht das spannendste Beispiel. Und welche neuen Entdeckungen stehen uns bevor? Möglicherweise wird sich Leben auf anderen Planeten nachweisen lassen, und eines Tages werden wir untersuchen müssen, ob die Frage »Gibt es andere Universen?« jemals empirisch zu beantworten ist. Im Titel dieses Beitrags habe ich das Wort »Perspektiven« verwendet, denn ich möchte die Gedankengänge herausarbeiten, die hinter den schönen Bildern und den scheinbar absurden Erklärungen der Astronomen stecken. Immer wieder, wenn wir die Frage stellen: »Warum ist etwas so, wie es ist?«, stellt sich als Antwort die Gegenfrage: »Wie könnte es anders sein?« Aber im astrophysikalischen und insbesondere im kosmologischen Kontext kann diese Frage nach möglichen Alternativen in ein ernsthaftes Dilemma führen.

Kennen Sie schon …

Spektrum Kompakt – Rätsel der Teilchenphysik

Das Standardmodell sollte das Universum erklären, doch manche Fragen bleiben offen. Um Antworten zu erhalten, werden aufwändige Untersuchungen durchgeführt: zu der Masse von Neutrinos, dem Rätsel der Dunklen Materie und warum sich Materie über Antimaterie durchsetzte.

Sterne und Weltraum – Gravitationswellen – Wie ist der Status bei gemessenen Signalen?

Gravitationswellendetektoren messen seit April 2024 wieder Signale von Schwarzen Löchern – in unserer Titelgeschichte erfahren Sie mehr über die neuen Erkenntnisse zu diesen rätselhaften Objekten. Darüber hinaus zeigen wir Ihnen die Technik der JANUS-Kamera auf der europäischen Raumsonde JUICE, die im Juli 2031 Jupiter und seine Monde detailliert erkunden soll. Wir berichten über die erfolgreiche Probennahme von der Mondrückseite mit der chinesischen Sonde Chang’e 6 und zeigen neue Aufnahmen des Weltraumteleskopes Euclid.

Spektrum der Wissenschaft – Eine neue Weltformel

Rund 100 Jahre währt die Suche der theoretischen Physik nach einer Quantentheorie der Schwerkraft. Doch vielleicht kann die Gravitation in einer Weltformel so bleiben, wie sie ist – zumindest fast. Experimente könnten die neue Theorie schon bald testen. Außerdem im Heft: Die Bedeutung der Böden der Erde wurden lange unterschätzt. Zahlreiche Organismen im Boden zersetzen abgestorbenes organisches Material und fördern so den globalen Kohlenstoffkreislauf. Gammastrahlenblitze mischen gelegentlich die irdische Ionosphäre durch. Aber brachten kosmische Explosionen das Leben auf der Erde schon einmal an den Rand der Existenz? Selbst unter dem Eis des arktischen Ozeans findet man Lava speiende Vulkane und Schwarze Raucher. Dies bietet einen neuen Blick auf die geologischen Vorgänge in unserem Planeten.

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