Freistetters Formelwelt: Genau trotz ungenau

Die Mathematik ist eine exakte Wissenschaft – selbst wenn Berechnungen absichtlich ungenau sind. Verloren geht dabei nichts, denn das Ausmaß der Ungenauigkeit lässt sich quantifizieren.

von Florian Freistetter

Während meiner Zeit als Forscher habe ich mich mit der mathematischen Astronomie beschäftigt. Und wie immer, wenn abstrakte Mathematik auf die reale Welt trifft, war es nicht ganz einfach: Ich musste Abstriche machen. Denn die gravitative Wechselwirkung von mehr als zwei Objekten lässt sich nicht exakt berechnen. Wenn man trotzdem über die Bewegungen von Planeten und Asteroiden im Sonnensystem Bescheid wissen will, muss man sich mit Näherungen begnügen. Glücklicherweise lässt sich der Unterschied zwischen Theorie und Wirklichkeit mathematisch ausdrücken ...

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Sterne und Weltraum – Ursprung des Lebens

Ist unsere Erde der einzige Planet, der Leben hervorbrachte? Ist das Entstehen von Leben tatsächlich so selten und ist es nicht eine zwingende Konsequenz, sobald die Voraussetzungen dafür gegeben sind? Wir beleuchten die Entstehung des Lebens auf der Erde und ob sich dieser Vorgang anderswo im Weltraum wiederholen kann. Darüber hinaus informieren wir Sie über das Debakel um Boeings Starliner, das in einem unbemannten Rückflug von der ISS gipfelte. Sie erfahren von einem an der Gaia-Mission beteiligten Insider Details über das bevorstehende Ende der Mission und wir zeigen die erste hochaufgelöste Galaxienkarte des ESA-Teleskops Euclid. Weiter präsentieren wir Ihnen jede Menge astronomische Himmelsereignisse des Jahres 2025 und Sie erhalten den »Astro-Planer 2025«, mit dem Sie keines dieser Beobachtungs-Highlights verpassen.

Sterne und Weltraum – Swing-by – Raumsonde JUICE im Billardspiel mit Mond und Erde

Die europäische Raumsonde JUICE führte ein wichtiges Swing-by-Manöver am Erde-Mond-System durch, um mittels der Schwerkraft zu beschleunigen. Dabei half erstmals auch der Mond mit. Bis 2029 folgen drei weitere Planetenvorbeiflüge, um 2031 dann Jupiter und seine Galileischen Monde zu erreichen. Wir informieren Sie über die Details der Mission. Im zweiten Teil unserer Serie über Observatorien berichten wir über das Extremely Large Telescope (ELT) der ESO, das in der chilenischen Atacama-Wüste gebaut wird. Ein langjähriger ESO-Mitarbeiter beschreibt uns den Fortschritt des Großprojekts. Das ELT soll ähnliche Durchbrüche wie die Weltraumteleskope Hubble und James Webb ermöglichen. Darüber hinaus beleuchten wir die wissenschaftshistorische Bedeutung der Werke des Philosophen Immanuel Kant, der dieses Jahr 300 Jahre alt geworden wäre, und zeigen in unserem Praxisbericht, wie Sie vom Boden aus mit amateurastronomischen Mitteln Raumstationen am Himmel fotografieren können.

Spektrum der Wissenschaft – Vorstoß zur Sonne

Viele Vorgänge im leuchtenden Plasma unserer Sonne sind noch immer rätselhaft. Neue Raumsonden sowie Beobachtungen vom Erdboden aus sollen dabei helfen, die Phänomene besser zu verstehen. Außerdem im Heft: Höhere Symmetrien tragen zur Lösung physikalischer Rätsel bei – vom Teilchenzerfall bis hin zum Verhalten komplexer Quantensysteme. Wir berichten von Untersuchungen an kopflosen Würmern und winzigen Zellklumpen, die kein Gehirn haben, aber grundlegende kognitive Fähigkeiten. Die Klimaforschung nimmt Aerosole in den Blick, um Klimasimulationen zuverlässiger zu machen. Wussten Sie, dass die statistische Methode des t-Tests in der Guinness-Brauerei erfunden wurde? Daneben berichten wir über codebasierte Kryptografie.

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