Spektrum-Podcast: Die lange Suche nach der Weltformel

Scheinbar unvereinbar: Quantenphysik und allgemeine Relativitätstheorie passen einfach nicht zusammen. Doch um beispielsweise den Urknall zu erklären, müssen sie das. Ein neuer Ansatz birgt Hoffnung. Außerdem: Wie wir an der Venus die Zukunft der Erde ablesen können und wieso Dinosaurier lange brauchten, um die Welt zu beherrschen.

Marc Zimmer

Quantengravitation: Für immer unvereinbar?

Die aktuelle Ausgabe von Spektrum der Wissenschaft beschäftigt sich mit zwei Theorien, die unser Verständnis von der Welt und dem Universum entscheidend geprägt haben: die Quantenphysik und die allgemeine Relativitätstheorie mitsamt der darin beschriebenen Gravitationskraft. Beide Theorien sind inzwischen gut 100 Jahre alt. Das Problem: Sie scheinen unvereinbar zu sein. Physiker kriegen sie einfach nicht zusammen.

Es ist aber unbefriedigend, zwei Theorien zu haben, die nicht zusammenpassen. Man hätte gerne so etwas wie eine WeltformelManon Bischoff

Bisher läuft es so: Je nachdem womit sich Physiker beschäftigen, wenden sie die eine oder die andere Theorie an. Das funktioniert in den meisten Fällen, aber gerade bei spannenden Themen wie dem Urknall oder Schwarzen Löchern braucht es beide Ansätze zusammen.

Ein Problem ist dabei die so genannte Überlagerung. Demnach kann ein Teilchen an zwei Orten gleichzeitig sein. So wie beim berühmten Paradox von Schrödingers Katze, die in dem Gedankenspiel gleichzeitig tot und lebendig wäre. Das geht aber nicht mit der allgemeinen Relativitätstheorie und der darin beschrieben Schwerkraft zusammen.

Ein vergleichsweise neuer Ansatz ist es daher, der Schwerkraft einfach eine Sonderrolle zuzugestehen. Dabei wandelt man auch auf den Spuren von Stephen Hawking. Warum sie das ganz vielversprechend findet, obwohl eigentlich schon klar ist, dass es nicht ganz stimmen kann, erklärt Physik-Redakteurin Manon Bischoff im Gespräch mit detektor.fm-Moderator Marc Zimmer.

Die Venus: unser unbekannter Nachbar

Die Venus sollte der erste Planet sein, auf dem ein Raumfahrzeug landet. So lieferten sich die Sowjetunion und die USA im Kalten Krieg einen Wettlauf um die Erforschung des Erdnachbarn. Bis der damalige Präsident Ronald Reagan der Weltraumforschung in den USA 1982 wegen einer Wirtschaftskrise viele Gelder streicht und die Sowjetunion wenige Jahre später zusammenbricht.

Heute ist die Venus viel schlechter erforscht als der Mars, obwohl dieser viel weiter von der Erde entfernt ist. Die bis heute beste Karte der Venus verdanken wir im Grunde einer Recycling-Mission: Forscher entwickelten aus Geldmangel eine Venus-Sonde aus den Überresten vorangegangener Missionen.

Dabei ist die Venus ein wichtiger Forschungsgegenstand: Obwohl sie mit ähnlichen Bedingungen wie die Erde gestartet ist und wohl sogar früher Wasser auf ihrer Oberfläche gehabt hat, als unser Blauer Planet, hat sie eine ganz andere Entwicklung genommen. Heute ist sie ein Glutofen mit 400 Grad Celsius über der Erdtemperatur und einem 90-mal höheren Luftdruck. Die Venus könnte Aufschluss darüber geben, warum sich lebensfreundliche Planeten zu lebensfeindlichen entwickeln – und wie wir das auf der Erde eventuell verhindern können.

Warum die Venus sich so anders entwickelt hat als ihr Nachbar, unsere Erde, erklärt Mike Beckers.

Dinosaurier: Der lange Weg zur Weltherrschaft

Riesige Echsen, die die Welt beherrschen: Die Dinosaurier waren etwa 150 bis 170 Millionen Jahre lang die Könige der Welt, wenn man so will. Doch entgegen bisheriger Annahmen war ihr Weg an die Spitze der Nahrungskette ziemlich steinig.

Am Anfang steht eine große Katastrophe. Was genau passiert ist, ist bis heute unklar. Vermutlich aber hat es massive vulkanische Aktivitäten gegeben, das Klima hat sich drastisch verändert.

Geologen und Paläontologen kennen das als größtes Artensterben der GeschichteAndreas Jahn

Danach sind nur wenige Arten übrig. Man dachte bisher, dass die Dinosaurier dann sehr schnell die Oberhand gewonnen hätten. Allerdings finden Forscher Dinosaurierfossile nur in gemäßigten Klimazonen des ehemaligen Superkontinents Pangäa – viele von ihnen haben zudem nur die Größe einer Katze oder eines Hundes.

»Sie standen unter der Fuchtel ihrer nächsten Verwandten, aus denen später dann die Krokodile entstanden«, sagt Andreas Jahn. Das waren die so genannten Pseudosuchia. Millionen Jahre sind sie den ersten Vorläufern der Dinosaurier überlegen. Die Kräfteverhältnisse ändern sich dann wohl wieder durch eine Katastrophe: Pangäa bricht auseinander.