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Themen der Wissenschaft: Das Standardmodell der Kosmologie

Erstmals in der Geschichte der Astronomie fügen sich so gut wie alle kosmologischen Beobachtungen in den Rahmen eines einfachen Modells. Doch müssen wir uns damit anfreunden, dass die meiste Materie im Universum unbekannter Natur ist und eine rätselhafte »Dunkle Energie« das Universum beschleunigt auseinandertreibt.
Unter den Teildisziplinen der Physik nimmt die Kosmologie eine Sonderrolle ein. Schon die Astrophysik kann mit ihren Gegenständen nicht experimentieren, aber sie macht diese Schwierigkeit dadurch wett, dass ihr eine große Zahl verschiedenster Himmelskörper für Untersuchungen zur Verfügung steht, etwa Sterne, Galaxien oder noch größere Objekte. Die Kosmologie hingegen unternimmt den Versuch, eine physikalische Erklärung für ein einzelnes »Objekt« zu finden, das sich ihrer Kontrolle entzieht: das Universum als Ganzes. Sie verfolgt das ehrgeizige Ziel, aus den bekannten Naturgesetzen darauf zu schließen, wie das Universum sich entwickelt haben muss. Sie kann dabei zu Hilfe nehmen, dass sich das Verhalten des Universums aus den physikalischen Eigenschaften zahlloser Objekte ablesen lässt, die sie dank der endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts vor umso längerer Zeit sieht, je weiter sie entfernt sind. Welche Theorien haben wir zur Verfügung, um ein Modell des Universums zu konstruieren, das mit der beobachtbaren Wirklichkeit verglichen werden kann?

Kennen Sie schon …

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.

Spektrum der Wissenschaft – Vielfältige Quanten

Wir tauchen ein in die Welt der Quanten, die uns noch immer zahlreiche Rätsel aufgibt. Forscher entwickeln ständig neue Modelle und hinterfragen Grundlegendes, wie beispielsweise das Konzept der Zeit. Gleichzeitig macht die Entwicklung neuer Quantencomputer große Fortschritte und könnte unsere Verschlüsselungssysteme bedrohen. Experten arbeiten an neuen Methoden, um unsere Daten zu schützen. Erfahren Sie, wie diese Herausforderungen gemeistert werden und ob Kryptografen den Wettlauf gegen die Zeit gewinnen können.

Spektrum Kompakt – Rätsel der Teilchenphysik

Das Standardmodell sollte das Universum erklären, doch manche Fragen bleiben offen. Um Antworten zu erhalten, werden aufwändige Untersuchungen durchgeführt: zu der Masse von Neutrinos, dem Rätsel der Dunklen Materie und warum sich Materie über Antimaterie durchsetzte.

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