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Astronomie & Physik: Ist Zeit eine Illusion?

Unmittelbar erleben wir, wie die Dinge sich "im Lauf der Zeit" verändern. Dennoch postulieren Physiker neuerdings ein völlig statisches, zeitloses Universum.
Zeit
Während Sie diesen Satz lesen, haben Sie wahrscheinlich das Gefühl: Dieser Moment – gerade jetzt – ist das, was sich ereignet. Der gegenwärtige Augenblick fühlt sich besonders an. Er ist real. Auch wenn wir uns an die Vergangenheit erinnern oder in die Zukunft blicken, leben wir in der Gegenwart. Natürlich geschieht der Moment, in dem Sie jenen Satz lasen, nicht mehr. Jetzt ist dieser dran. Mit anderen Worten, die Zeit scheint zu fließen, indem die Gegenwart sich ständig erneuert. Wir haben den unabweisbaren Eindruck, dass die Zukunft offen ist, bis sie Gegenwart wird, und dass die Vergangenheit feststeht. Mit dem Fluss der Zeit treibt die Dreiheit aus fixierter Vergangenheit, unmittelbarer Gegenwart und offener Zukunft vorwärts. Diese Struktur ist in unserer Sprache, unserem Denken und Verhalten fest verankert. Von ihr hängt ab, wie wir unser Leben führen.

Doch so natürlich diese Denkweise anmutet, in der Naturwissenschaft spiegelt sie sich nicht wider. Die physikalischen Gleichungen sagen uns nicht, was sich gerade jetzt ereignet; sie sind wie eine Karte ohne die Markierung "Sie sind hier". In ihnen gibt es weder den gegenwärtigen Moment noch den Fluss der Zeit. Insbesondere besagen Albert Einsteins Relativitätstheorien nicht nur, dass keine speziell ausgezeichnete Gegenwart existiert, sondern auch, dass alle Momente gleich real sind. Im Grunde ist die Zukunft nicht offener als die Vergangenheit...

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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 der Wissenschaft – Eine neue Weltformel

Rund 100 Jahre währt die Suche der theoretischen Physik nach einer Quantentheorie der Schwerkraft. Doch vielleicht kann die Gravitation in einer Weltformel so bleiben, wie sie ist – zumindest fast. Experimente könnten die neue Theorie schon bald testen. Außerdem im Heft: Die Bedeutung der Böden der Erde wurden lange unterschätzt. Zahlreiche Organismen im Boden zersetzen abgestorbenes organisches Material und fördern so den globalen Kohlenstoffkreislauf. Gammastrahlenblitze mischen gelegentlich die irdische Ionosphäre durch. Aber brachten kosmische Explosionen das Leben auf der Erde schon einmal an den Rand der Existenz? Selbst unter dem Eis des arktischen Ozeans findet man Lava speiende Vulkane und Schwarze Raucher. Dies bietet einen neuen Blick auf die geologischen Vorgänge in unserem Planeten.

Spektrum der Wissenschaft – Vom Quant zur Materie

In den letzten Jahrzehnten haben sich Quantenfeldtheorien durchgesetzt, um grundlegende physikalische Phänomene unseres Universums zu erklären. Aber nicht alle physikalischen Effekte lassen sich damit erklären. Manche Erscheinungen lassen sich nicht stimmig in das Standardmodell der Teilchenphysik integrieren. Das reicht von subtilen Effekten wie der Tatsache, dass Neutrinos sich ineinander umwandeln bis hin zur auf großen Skalen wirkenden Schwerkraft. »Vom Quant zur Materie« stellt die subatomaren Spielregeln der Teilchenphysik vor und erklärt deren Bausteine. Wir berichten beispielsweise, wie sich Atome mit Lichtpulsen manipulieren lassen, ob es eine vierte Variante von Neutrinos gibt, und stellen kompakte Plasmabeschleuniger vor.

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