Kosmologie
DruckversionAuf der Jagd nach den den höchstenergetischen Teilchen im Universum
Kaum eine Frage fundamentaler Bedeutung hat die Astrophysik vor so große Probleme gestellt, wie diejenige nach dem Ursprung der kosmischen Strahlung. Erstmals vor 100 Jahren auf Freiballonflügen beobachtet, blieben die Quellen der höchstenergetischen Teilchen des Universums bis heute verborgen. Die Energien der kosmischen Teilchen sind bis zu 100-Millionenfach höher als diejenigen, die der größte irdische Teilchenbeschleuniger - der LHC - erreicht.
Der Quantenkosmos
Hat das Universum einen Anfang und ein Ende? Gibt es eine oder mehrere Welten? Verbindet man die Quantentheorie mit Einsteins Relativitätstheorie, so ergibt sich ein faszinierendes Bild unseres Universums, in der die Zeit verschwunden ist und nur noch als Illusion weiterlebt; ein Bild, das auch die Stellung des Menschen in dieser Welt berührt. Der kurze Streifzug durch die Welt des Quantenkosmos führt durch Relativitätstheorie und Quantentheorie, Zeitpfeil und Kosmologie hin zu Quantengravitation und Quantenkosmologie.
Prof. Dr. Claus Kiefer
Kiefer studierte Physik und Astronomie an der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg und der Universität Wien. 1988 promovierte er bei Dieter Zeh in Heidelberg über den Zeitbegriff in der Quantengravitation („Das Konzept der inneren Zeit in der kanonischen Quantentheorie der Gravitation“).
Kosmische Alchimie - Die Entstehung der Elemente
Auf der Erde finden wir etwa 90 natürlich vorkommende Elemente - vom Wasserstoff, dem leichtesten, bis hin zum Uran, dem schwersten Element - im Periodensystem. Diese chemischen Elemente sind die Bausteine der Stoffe und die Grundlage für die Entstehung des Lebens. Sterne und explosive Prozesse sind die „Kochtöpfe“ des Kosmos: Hier wurden und werden alle chemischen Elemente erzeugt, die man im Universum findet.
Schwarze Löcher und fast lichtschnelle Flüge
Albert Einsteins Relativitätstheorie beschreibt Raum und Zeit, Bewegung und Schwerkraft. Wenn extrem schnelle Bewegungen oder sehr starke Schwerkraft im Spiel sind, sagt die Theorie Phänomene voraus, die wir im Alltag niemals erleben: Wir sind einfach zu langsam und die Schwerkraft der Erde ist zu schwach.
Wie wäre es aber, wenn wir fast lichtschnell unterwegs sein und uns dabei umschauen könnten? Wenn wir ein Schwarzes Loch einmal aus der Nähe betrachten könnten? Was würden wir sehen?
Prof. Dr. Ute Kraus
Supermassive Schwarze Löcher
Schwarze Löcher zählen zu den bizarrsten Objekten im Universum. Ihre Existenz wird von den Theorien Einsteins vorhergesagt - aber es dauerte lange, bis allgemein akzeptiert war, dass es sie tatsächlich gibt. Schwarze Löcher mit der Masse von Sternen können auch heute noch entstehen, wenn besonders massereiche Sterne am Ende ihres Lebens unter ihrer eigenen Schwerkraft kollabieren.
Gesetze aus dem Nichts - Das Quantenvakuum
Wir leben in einem „freundlichen“ Universum, nämlich einem, das die Entstehung von Leben ermöglicht hat. Dass die physikalischen Naturgesetze gerade so beschaffen sind, dass Leben entstehen konnte, ist aber alles andere als selbstverständlich. Die Physik geht heute davon aus, dass das Vakuum nicht einfach „nichts“ ist, sondern der Träger der physikalischen Gesetze.
Dr. Axel Tillemans
Dr. Axel Tillemans ist Diplom-Physiker und als Wissenschaftsjournalist ständiger Mitarbeiter bei "Bild der Wissenschaft" und "GEO" sowie "wissenschaft.de". Außerdem ist er seit vielen Jahren Dozent für naturwissenschaftliche, astronomische Themen.
Neue Großteleskope für Radiowellen
Die nächste Generation von Radioteleskopen sammelt Radiowellen nicht mehr mit einem Metallspiegel, sondern mit einer großen Zahl von einfachen Dipolantennen, die fest auf dem Boden montiert sind. Das erste Radioteleskop dieser neuen Bauweise heisst LOFAR (Low Frequency Array) und arbeitet bei Wellenlängen zwischen 1 und 15 Metern.