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Mathematik: Verrückte Familien

Warum lassen sich manche unendlich große Objekte so viel schwerer fassen als ­andere? Mathematiker haben nun eine tief greifende Antwort auf dieses sehr alte Problem gefunden – und damit das Verständnis für Unendlichkeiten erweitert.
Unendlichkeit

Den Begriff »verrückte Familien« verbinden die meisten Menschen wohl kaum mit Mathematik. Doch auf diesem Fachgebiet sind die so genannten »mad families« der eng­lische Fachausdruck für bestimmte abstrakte Sammlungen unendlicher Zahlenfolgen, wobei »mad« ein Akronym für deren ungewöhnliche Eigenschaften darstellt. Man kann zwar beweisen, dass »mad families« exis­tieren, aber sie sind so kompliziert, dass völlig unklar ist, wie sie konkret aussehen – geschweige denn, wie sie sich genau konstruieren lassen. Wie ich nun mit meinem Kollegen Asger Törnquist von der Universität Kopenhagen feststellen konnte, hat das einen handfesten Grund, der damit zu tun hat, wie in unendlichen Mengen spontan Ordnung entsteht.

Kurz nach seiner Doktorarbeit veröffentlichte der britische Mathe­matiker Adrian Mathias 1969 seinen ersten Fachaufsatz mit dem Titel »Happy and mad families« …

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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.

Spektrum Kompakt – Paradox und Dilemma - Ausweglose Situationen in der Mathematik

Das Lösen von Paradoxa hat die Mathematik vorangebracht. Allerdings verstecken sich die Widersprüche auch im Alltag; zum Beispiel in den berühmten Fragen, wieso man so lange auf den Fahrstuhl warten muss, warum die Bahn immer zu spät kommt und wie lang die Grenze zwischen zwei Ländern wirklich ist.

  • Quellen

Mathias, A. R. D.:Happy families. Annals of Mathematical Logic 12, 1977

Schrittesser, D., Törnguist, A.:The Ramsey property implies no mad families. PNAS 116, 2019

Törnquist, A.:Definability and almost disjoint families. Advances in Mathematics 330, 2018

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