Themen der Wissenschaft: Die Grundfragen der Kosmologie
Themen der Wissenschaft: Die Grundfragen der Kosmologie
Wie entstand die Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie? Woraus besteht Dunkle Materie, und was ist Dunkle Energie? Begann unser Universum mit einer Inflation? Solche grundlegenden Fragen der Kosmologie wollen europäische Astronomen bis zum Jahr 2020 beantworten – eine Arbeitsgruppe stellt ihre Empfehlungen vor.
Die zurückliegenden zehn Jahre haben zu enormen Fortschritten in unserem Verständnis der Kosmologie geführt. Wir verfügen nun erstmals über ein Standardmodell, das alle kosmologisch relevanten Beobachtungsbefunde beschreibt. Dieses Modell ist freilich ein sehr merkwürdiges, denn es besagt, dass nur etwa vier Prozent des Inhalts unseres Universums aus normaler Materie bestehen, also aus Atomkernen und Elektronen. Der überwiegende Rest des Universums ist »dunkel« – und besteht aus etwas, das wir mangels besseren Wissens einfach als Dunkle Materie und Dunkle Energie bezeichnen (Abb. 2). Wie so oft in der Wissenschaft werfen die neu gewonnenen Erkenntnisse mehr Fragen auf, als sie beantworten – denn solange wir nicht verstanden haben, was sich hinter den Begriffen »Dunkle Materie « und »Dunkle Energie« physikalisch verbirgt, können wir kaum ein vollständiges Bild unseres Kosmos erwarten.
Spektrum - Die Woche – Die wilden Kühe von Tschernobyl
In Tschernobyl ist unfreiwillig ein einzigartiges, weitgehend menschenleeres Naturparadies entstanden. Lesen Sie, wie sich das Leben dort über die Jahre erholt hat. Darüber hinaus: Interview zur Rettungsaktion für den Buckelwal und wie funktioniert Quantenphysik in einem sich ausdehnenden Universum?
Spektrum der Wissenschaft – Wie entstand das Universum?: Bekannte Theorien auf dem Prüfstand
Unser Universum könnte aus winzigen Quantenfluktuationen hervorgegangen sein. Doch ein großes Geheimnis bleibt ungelöst: Was brachte den frühen Kosmos dazu, sich rasend schnell auszudehnen? Im zweiten Artikel unseres Titelthemas stellen wir Ihnen weitere Theorien zur Entstehung des Universums vor, die neben der Urknalltheorie diskutiert werden - etwa Big Bounce oder ein Spiegeluniversum. Außerdem tauchen wir tief in das Innere von Zellen ein: Enthält das menschliche Genom Tausende zusätzliche Bauanleitungen für Proteine, die bisher übersehen wurden – und wenn ja, welche Aufgaben erfüllen sie? Daneben berichten wir über eine neu entdeckte Art von Unendlichkeit, die erklären könnte, ob das mathematische Universum chaotisch oder geordnet ist, sowie über Birkenpech, das schon Neandertaler als hervorragenden Heißkleber nutzten.
Spektrum der Wissenschaft – Quanten und Raumzeit - Mit dem Computer zur Quantengravitation
Wie lässt sich die Schwerkraft mit der Quantenphysik vereinen? In »Eine Welt aus Dreiecken« erläutert die Professorin Renate Loll einen Ansatz, der ohne exotische Zutaten auskommt und erstaunliche Vorhersagen liefert: die kausale dynamische Triangulation. Daneben berichten wir, mit welchen Tricks metastasierende Krebszellen in fremden Geweben überleben und wie sie sich vielleicht aufhalten lassen. In der Physik greifen Forschende vermehrt auf KI-Modelle zurück – und die Programme sorgten schon für einige Überraschungen, von Versuchsdesigns über genauere Formeln bis hin zum Aufdecken verborgener Symmetrien. Weitere Themen: wie der Mensch als Selektionsfaktor die Evolution von Tieren beeinflusst sowie die Idee, Chlor als Energiespeicher zu nutzen.
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