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Welt der Wissenschaft: Kosmologie: Perspektiven astronomischer Entdeckungen

Wohin geht die astronomische Forschung? Welche grundlegenden Fragen zur Struktur der Welt im Großen werden wir in Zukunft beantworten können? Möglicherweise stehen unserem Weltbild radikale Umbrüche bevor – andere Erden, anderes Leben, andere Physik, andere Universen. Wo liegen die Grenzen unserer empirischen Wissenschaft?
Astronomisches Denken fundiert einerseits auf der bekannten Physik: Es nutzt ihre allgemeine Gültigkeit, um neue Phänomene zu entdecken – etwa Planeten um andere Sonnen oder die erste Generation von Sternen, die in unserem Universum bald nach dem Urknall aufleuchtete. Andererseits verwenden die Astronomen das Universum als Labor, um die in unserer nahen Umgebung erprobten physikalischen Gesetze auf unbekanntem Gelände zu testen. Dabei stoßen sie immer wieder auf gänzlich neue Physik: Die kürzlich erfolgte Entdeckung der Dunklen Energie liefert dafür vielleicht das spannendste Beispiel. Und welche neuen Entdeckungen stehen uns bevor? Möglicherweise wird sich Leben auf anderen Planeten nachweisen lassen, und eines Tages werden wir untersuchen müssen, ob die Frage »Gibt es andere Universen?« jemals empirisch zu beantworten ist. Im Titel dieses Beitrags habe ich das Wort »Perspektiven« verwendet, denn ich möchte die Gedankengänge herausarbeiten, die hinter den schönen Bildern und den scheinbar absurden Erklärungen der Astronomen stecken. Immer wieder, wenn wir die Frage stellen: »Warum ist etwas so, wie es ist?«, stellt sich als Antwort die Gegenfrage: »Wie könnte es anders sein?« Aber im astrophysikalischen und insbesondere im kosmologischen Kontext kann diese Frage nach möglichen Alternativen in ein ernsthaftes Dilemma führen.

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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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