Welt der Wissenschaft: Astrophysik: Körnige Raumzeit?

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Welt der Wissenschaft: Astrophysik: Körnige Raumzeit?

Wir wissen, dass Materie aus kleinsten Bausteinen, den Elementarteilchen, besteht. Aber auch Raum und Zeit sollten den Theorien zufolge im Bereich des Allerkleinsten aus nicht mehr teilbaren, diskreten Einheiten bestehen. Aktuelle astronomische Beobachtungen sind für diese Skala bereits empfindlich. Doch wo bleibt die körnige Raumzeit?

Maximilian Imgrund, Harald Lesch

unterschiedlichen Ankunftszeiten von Gammastrahlenausbrüchen — © HESS / MPIK / SuW-Grafik (Ausschnitt)

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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.

Sterne und Weltraum – Raumzeit: Experimente zur Quantennatur

Die Relativitätstheorie Albert Einsteins ist das Meisterwerk zur Beschreibung der Schwerkraft. Seit Jahrzehnten steht aber die Frage im Raum, ob die Gravitation auf submikroskopischen Längenskalen modifiziert werden muss. Gibt es quantenhafte Austauschteilchen, die Gravitonen? In unserem Titelbeitrag stellen wir Überlegungen vor, wie man experimentell eine Quantennatur der Raumzeit testen könnte. Im zweiten Teil unseres Artikels zur Urknalltheorie beleuchten wir alternative Ansätze zur Dunklen Energie: das Local-Void- und das Timescape-Modell. Außerdem: Teil zwei unserer Praxistipps für die Astrofotografie mit dem Smartphone – Mond und Planeten im Fokus, die Ordnung im Chaos des Dreikörperproblems und woher stammen erdnahe Asteroiden?

Spektrum der Wissenschaft – Eine Theorie von allem: Lassen sich Quantenphysik und Schwerkraft vereinen?

Lassen sich Quantenphysik und Schwerkraft vereinen? In der aktuellen Ausgabe der PMT haben wir Beiträge für Sie zusammengestellt, in denen Forscherinnen und Forscher über die Ergebnisse ihrer Suche nach einer fundamentalen Theorie unserer Welt berichten. Entstanden ist eine erkenntnisreiche Sammlung an Beiträgen über die Quantennatur der Raumzeit, denkbaren Experimenten zum Nachweis von Gravitonen, Schwarzen Löchern, der Theorie der Quantengravitation, teleparalleler Gravitation und vielem mehr. Lesen Sie, welche Fortschritte es in den letzten Jahren gab, die Gesetze der Quantenwelt mit den geometrischen Konzepten von Raum und Zeit zu vereinigen, und welche Hürden dabei noch zu überwinden sind.

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