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Welt der Wissenschaft: Kosmologie: Expansion in Raum und Zeit

Mit der allgemeinen Relativitätstheorie lässt sich die Expansion des Raums in Abhängigkeit von der in ihm enthaltenen Masse und Energie beschreiben. Wie aber haben wir uns die Bewegung von Galaxien in einem sich ausdehnenden Universum konkret vorzustellen? Und welche Wege nimmt das von diesen Objekten ausgesandte Licht dabei?
Supernovae in fernen Galaxien

Wie groß ist das Universum? Das hat sich wohl jeder schon einmal gefragt, der in einer klaren Nacht den Sternenhimmel über sich betrachtet hat.

Doch auch wenn man bereits vor mehr als 2000 Jahren den Erdumfang mit erstaunlicher Genauigkeit bestimmen und sogar die Entfernung der Erde zum Mond und zur Sonne abschätzen konnte: Die Struktur und die Ausdehnung unseres Kosmos offenbarten sich dem Menschen erst im vergangenen Jahrhundert.

Die Grundlage zur mathematischen Beschreibung des Weltalls legte Albert Einstein (1879 – 1955) im Jahr 1916 mit der allgemeinen Relativitätstheorie. Ein gutes Jahrzehnt später, 1929, lieferte der US-amerikanische Astronom Edwin Hubble (1889 – 1953) den Nachweis dafür, dass sich das Universum ausdehnt, indem er die Rotverschiebung ferner Galaxien maß. Seine Beobachtungen zeigten, dass sich eine Galaxie umso schneller von uns entfernt, ihre Fluchtgeschwindigkeit y also umso höher ist, je größer ihr Abstand r von uns ist.

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Spektrum - Die Woche – Liebes Gehirn, konzentrier dich doch mal!

Unser Gehirn empfängt ununterbrochen Reize aus unserer Umgebung. Wie können wir trotzdem fokussiert sein und uns auf bestimmte Dinge konzentrieren? In dieser Ausgabe der »Woche« widmen wir uns dem Phänomen der Aufmerksamkeit und Konzentration. Außerdem: Neutrino-Experiment KATRIN bekommt Konkurrenz.

Sterne und Weltraum – Supernovae Ia: Wie schnell expandiert das Universum?

Ein »Jugend forscht«-Gewinner stellt sein Projekt vor, in dem er mit mehreren Supernovae Ia die Hubble-Konstante berechnet. Wir berichten über eine neue Hypothese zu schnellen Radioblitzen und präsentieren das Wendelstein-Observatorium in den Bayerischen Alpen. Woran wäre die Landung der Raumsonde SLIM fast gescheitert? Und wie baut man sich eine Ministernwarte im Garten?

Spektrum der Wissenschaft – Das Geheimnis der Dunklen Energie

Seit ihrer Entdeckung ist der Ursprung der Dunklen Energie rätselhaft. Neue Teleskope und Theorien sollen Antworten geben. Außerdem: Mit DNA-Spuren aus Luft oder Wasser lässt sich die Verbreitung verschiedenster Arten störungsfrei erfassen. Lassen sich riesigen Süßwasservorkommen, die unter mancherorts unter dem Meeresboden liegen, als Reserven nutzen? RNA-Ringe sind deutlich stabiler als lineare RNA-Moleküle und punkten daher als Arzneimittel der nächsten Generation. Ein Mathematiker ergründete auf Vanuatu, wie die Sandzeichnungen der Bewohner mit mathematischen Graphen zusammenhängen.

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