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Themen der Wissenschaft: Geheimnisvolle Dunkle Energie

Seit rund zehn Jahren rätseln Teilchen- und Astrophysiker darüber, was die geheimnisvolle Dunkle Energie ist. Sie beschleunigt die Ausdehnung des Universums und bestimmt seine Zukunft. Die Entdeckung ihrer wahren Natur wird unser Weltbild revolutionieren.
Sterne leuchten – genauer gesagt senden sie Licht aus, welches unsere Netzhaut in Sinnesreize umwandeln kann. Die Wechselwirkung der Photonen mit den Teilchen, aus denen wir bestehen, macht dies möglich. Doch das Universum hält mehr bereit, als der Mensch durch bloßes Anschauen erfassen kann. Es scheint nämlich, dass zu allen Sternen und Galaxien unseres Universums noch einmal die fünffache Menge an durchsichtiger Materie hinzukommt (Abb. 1). Da sie nicht leuchtet, bezeichnen die Astronomen sie als Dunkle Materie. Als Entdecker der Dunklen Materie gilt der Astronom Fritz Zwicky (1898 – 1974). Seine Ende der 1920er Jahre mit dem Schmidt-Teleskop am Mount Wilson durchgeführten Untersuchungen der Dynamik von Galaxien ergaben erste Hinweise auf einen erheblichen Anteil an nichtleuchtender Materie. Dabei hatte Zwicky vermutlich nicht durchsichtige, sondern einfach nichtleuchtende normale Materie im Sinn. Heute weiß man aber, dass die von Zwicky geforderte Dunkle Materie in der Tat nur sehr schwach mit gewöhnlicher Materie in Wechselwirkung steht. Ja, gäbe es die Gravitation nicht, so wüssten wir nicht das Geringste von ihrer Existenz. Und während sie diese Zeilen lesen, könnten Sie durch eine Mauer aus Dunkler Materie rasen, Sie würden es nicht merken. Nichtsdestoweniger verrät sich Dunkle Materie durch ihre Anziehungskraft. Man könnte sagen, der Gravitation entgeht nichts.

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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.

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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