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Physik

Kosmologie und Quanten

Im expandierenden Universum ist die Quantenphysik noch seltsamer

Ein astronomisches Bild zeigt einen Galaxienhaufen im Weltraum. Im Zentrum sind zahlreiche leuchtende, gelbliche Galaxien zu sehen, die von einem blauen, nebligen Hintergrund umgeben sind. Die blauen Bereiche deuten auf die Verteilung von Dunkler Materie hin. Das Bild veranschaulicht die Gravitationslinsenwirkung, bei der das Licht entfernter Galaxien durch die Masse des Haufens verzerrt wird. Dieses Phänomen wird durch die verzerrten Lichtbögen und Streifen um den Haufen herum sichtbar.

Auf der Mikroebene spielen sich besonders schwer begreifbare Phänomene ab. Wie funktioniert die Quantenphysik in einem sich ausdehnenden Universum?

von Shalma Wegsman

Wasser-Anomalien: Besteht Wasser doch nicht aus zwei Flüssigkeiten?

Experimente zeigen, dass superkaltes Wasser aus zwei unterschiedlichen Flüssigkeiten besteht. Doch nun widersprechen zwei Forscher: Ein Glas täusche die Flüssigkeiten nur vor.

Quanten in gekrümmter Raumzeit: Gravitationswellen hinterlassen Spuren in Quantensystemen

Nicht nur in riesigen Gravitationswellendetektoren machen sich Schwingungen in der Raumzeit bemerkbar. Sie beeinflussen offenbar auch Quantenfelder.

Kosmologie und Quanten: Im expandierenden Universum ist die Quantenphysik noch seltsamer

Auf der Mikroebene spielen sich besonders schwer begreifbare Phänomene ab. Wie funktioniert die Quantenphysik in einem sich ausdehnenden Universum?

Physik-Weltpremiere: Erster Lkw-Transport von Antimaterie am CERN geglückt

92 Antiprotonen, ein Spezialcontainer, ein nervenaufreibender Transport: Warum dieser Lkw-Trip am CERN Startschuss zur Lösung eines der größten Rätsel des Universums sein könnte.

Quantenphysik und Gravitation: Sind verschränkte Quanten durch Wurmlöcher verbunden?

Seit 2013 wird gerätselt, ob Wurmlöcher in der Raumzeit verschränkte Teilchen verbinden. Nun haben Physiker untersucht, wie solche Wurmlöcher Wasserstoffatome beeinflussen würden.

Weltpremiere: Antimaterie wird erstmals kilometerweit transportiert

Antimaterie – diese geheimnisvolle Substanz beflügelt die Fantasie und schürt gleichzeitig bei vielen Menschen Ängste. Nun soll sie erstmals auf der Straße transportiert werden.

Kosmologie: Gibt es Schwarze Löcher ohne Unendlichkeiten?

Schwarze Löcher bergen laut Relativitätstheorie unendliche Größen. Doch viele Fachleute zweifeln dies an. Mit kosmologischen Daten könnte sich die Frage klären lassen.

Podcasts

Infraschall in der Industrie

Was ist Infraschall? Wie beschleunigt er Heiz- und Kühlprozesse in der Industrie? Und warum ist Schweden ein so innovatives Land?

Goethe und der Mann, der das Ultraviolett entdeckte

Wenn es auf der einen Seite was gibt, sollte es auf der anderen Seite auch was geben. In dieser Episode geht es um Goethe und die Entdeckung des ultravioletten Lichts.

Was ist Zeit, Ekkehard Peik?

Wir spüren, wie die Zeit vergeht. Doch greifen können wir sie nicht. In dieser Folge geht es um unser Verständnis von Zeit und die nächste Generation der Zeitmessung.

Kolumnen

Schlichting!: Abgeschreckter Schaum

Beim Nudelkochen steigt Schaum auf – und bricht zusammen, sobald man den Deckel hebt. Weil nun der Dampf entweicht und kondensiert, kollabieren die Blasen in einer Kettenreaktion.

Die fabelhafte Welt der Mathematik: Wenn Spieltheorie über atomare Angriffe entscheidet

John von Neumann begründete die Spieltheorie – und nutzte diese, um eine Angriffsstrategie für die USA im Kalten Krieg auszuarbeiten.

Schlichting!: Irritierende Spiegelungen

Gekrümmte Spiegel rufen je nach ihrer Art und Größe ganz unterschiedliche Bilder hervor. Manchmal nehmen wir dann sehr seltsame Erscheinungen wahr.

Wissen

Wie gefährlich ist die Lage an den ukrainischen Atomkraftwerken?

Das Feuer im Kraftwerk Saporischschja ist gelöscht, doch die Gefahr eines Atomunfalls besteht weiter. Dazu braucht es gar keinen Treffer auf die gut geschützte Reaktorhülle.

Willebrordus Snellius, weit mehr als Lichtbrechung

Viele kennen den Mathematiker wohl nur durch das von ihm formulierte Brechungsgesetz von Lichtstrahlen – zu Unrecht: Er leistete weitaus mehr!

Karl B. Mollweide (1774–1825): Auf der Jagd nach der besten Karte

Als Lehrender ist er sehr beliebt. Doch die Inhalte der Analysis vermittelt er ungern – zu umfangreich fallen die Tafelanschriften dafür aus.

Videos

Wie aus Möglichkeiten Realität wird

Operatoren, Eigenwerte und Eigenvektoren bilden das Rückgrat der modernen Quantenmechanik.

Warum ist der Himmel blau?

Das Video von »Deutsche Welle« erklärt, warum der Himmel tagsüber blau und abends rot ist.

Die großen wissenschaftlichen Theorien

In Jahrhunderten von Forschung sind unzählige Theorien entstanden. In dieser aufbereiteten Videoreihe von »Urknall, Weltall und das Leben« werden sie verständlich erklärt.

Themenseiten

Albert Einstein und die Relativitätstheorie

1915 revolutionierte Albert Einstein die Physik: Die Allgemeine Relativitätstheorie deutet Schwerkraft als Verzerrung von Raum und Zeit.

Kosmologie

Der Weltraum - unendliche Weiten. Doch Teleskope und Sonden dringen immer näher an den Ursprung des Universums heran.

Schwarze Löcher

Nicht einmal Licht entkommt ihnen - Schwarze Löcher sind die Schwerkraftmonster des Universums.

Bilder der Woche

Oktopusähnliches Material wechselt Farbe und Struktur

Eine Oberfläche verändert ihre Eigenschaften je nach Bedarf. Das verspricht neue Anwendungen in der Displaytechnik.

Blüten aus DNA reagieren wie lebende Organismen

Winzige Kristalle aus anorganischem Material und DNA reagieren auf ihre Umgebung und passen sich an. Sie könnten künftig Medikamente gezielt freisetzen oder Schadstoffe abbauen.

Glasboot aus dem 3-D-Drucker

Ein neues 3-D-Druckverfahren bringt Glas schichtweise in beliebige Formen. Allein mit Licht lassen sich so komplexe Glasstrukturen erzeugen. Den Anfang macht ein Spielzeugboot.

Quiz

DenkMal

Woher kommt das Popp, wenn Popcorn poppt?

NaKlar!

Wie konnte Johannes Kepler sein 3. Gesetz herleiten?

Kepler standen langjährige Beobachtungsreihen der genauen Planetenpositionen zur Verfügung, die Tycho Brahe und seine Assistenten aufgenommen hatten. Die Bahn ...

Rätsel

Eurekas Widerstände

Wie groß ist der Gesamtwiderstand zwischen den Punkten A und B der Schaltung, wenn alle drei Widerstände einen Wert von zwölf Ohm haben?

SciLogs

Wie man unliebsame wissenschaftliche Ergebnisse versteckt, Innenministeriums-Edition

Markus Pössel

Wie man unliebsame wissenschaftliche Ergebnisse versteckt, Innenministeriums-Edition

Aus den SciLogs: Wir leben in interessanten Zeiten – generative AI, die Klimakrise, die Diskussionen zum Corona-Pandemie-Management, der Kampf gegen die Wissenschaft der Trump-Regierung bieten dringlichere Anlässe als sonst, zu diskutieren, wie wir als Gesellschaft angemessen mit Wissenschaft …

Last-Minute-Plagiatsvorwürfe gegen Verfassungsrichterin-Kandidatin: Ein strategischer Nothingburger

Markus Pössel

Last-Minute-Plagiatsvorwürfe gegen Verfassungsrichterin-Kandidatin: Ein strategischer Nothingburger

Aus den SciLogs: Ich dachte erst, so dreist kann es nicht sein. Ist es aber. Nicht, dass man das der Berichterstattung z.B. der Tagesschau ansehen würde. Dort wird ganz nüchtern berichtet: Es gebe „nun offenbar auch Plagiatsvorwürfe gegen …

Rezensionen

Katzen, Kosmos, Kurioses

Woran denken Wissenschaftler im Urlaub? Wie gehen Forscher mit Misserfolgen um? Tom Gauld entwickelt in seinen witzigen Comicstrips dazu ganz eigene Theorien. Eine Rezension

Die Mathematik des Himmels

Wer in Himmelsmechanik und Astrodynamik Berechnungen präzise anstellen und auch ihre Herleitungen verstehen möchte, wird in diesem Lehr- und Arbeitsbuch fündig. Eine Rezension

Mit Slapstick durch den Kosmos

Horoskope, Zeitreisen, Ufos – schräge Ideen zum Universum gibt es genug. Chris Ferries Versuch, sie zu entzaubern, ist allerdings selbst etwas schräg geraten. Eine Rezension