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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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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.

Sterne und Weltraum – Gravitationswellen – Wie ist der Status bei gemessenen Signalen?

Gravitationswellendetektoren messen seit April 2024 wieder Signale von Schwarzen Löchern – in unserer Titelgeschichte erfahren Sie mehr über die neuen Erkenntnisse zu diesen rätselhaften Objekten. Darüber hinaus zeigen wir Ihnen die Technik der JANUS-Kamera auf der europäischen Raumsonde JUICE, die im Juli 2031 Jupiter und seine Monde detailliert erkunden soll. Wir berichten über die erfolgreiche Probennahme von der Mondrückseite mit der chinesischen Sonde Chang’e 6 und zeigen neue Aufnahmen des Weltraumteleskopes Euclid.

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