Welt der Physik | Podcast

Die Idee, mit einer einzigen Formel das gesamte Universum zu beschreiben, ist ebenso verlockend wie utopisch. Dennoch gibt es Physikerinnen und Physiker, die nach einer Weltformel – oder im Englischen nach einer „Theory of Everything“ – suchen. Wie die Weltformel aussehen könnte und was sich Forschende von ihr erhoffen, erzählt Alexander Blum vom Max-Planck-Institut für Wissenschaftsgeschichte in Berlin in dieser Folge des Podcasts. *** Wenn ihr euch für philosophische und historische Aspekte von Physik interessiert und noch mehr über die Suche nach der Weltformel erfahren wollt, schaut auf unserem neuen YouTube-Kanal vorbei. Im aktuellen Video erhaltet ihr Einblicke in die hitzigen Debatten zwischen Werner Heisenberg und Wolfgang Pauli und erfahrt, was es mit den String Wars auf sich hat. https://www.youtube.com/watch?v=16EmBxuLzC8 *** Ein Beitrag von Kim Hermann, gesprochen von Ulrike Kapfer. Aufnahme: Das Hörspielstudio Kreuzberg, Tonbearbeitung und Schnitt: Elias Emken. Redaktion: Welt der Physik https://www.weltderphysik.de/ Welt der Physik wird herausgegeben vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt und von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. *** Titelbild: © CERN Die Website zum Podcast: https://www.weltderphysik.de/mediathek/podcast/suche-nach-der-weltformel/ Bei Fragen, Anmerkungen und Kritik schreibt uns: feedback@weltderphysik.de

Auf den ersten Blick scheinen Bienenschwärme, politische Systeme und das menschliche Gehirn nichts miteinander zu tun zu haben. Doch bei allen handelt es sich um sogenannte komplexe Systeme, die sich mithilfe der Physik beschreiben lassen. Wie das funktioniert und warum Komplexität nicht gleich Chaos bedeutet, erklärt Karoline Wiesner von der Universität Potsdam in dieser Folge des Podcasts. *** Ein Beitrag von Julia Thomas, gesprochen von Elmar Börger. Aufnahme: Das Hörspielstudio Kreuzberg, Tonbearbeitung und Schnitt: Elias Emken. Redaktion: Welt der Physik https://www.weltderphysik.de/ Welt der Physik wird herausgegeben vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt und von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. *** Die Website zum Podcast: https://www.weltderphysik.de/mediathek/podcast/komplexitaet-und-chaos/ Bei Fragen, Anmerkungen und Kritik schreibt uns: feedback@weltderphysik.de

Der Weltraum ist längst kein unberührter Ort mehr. Seit dem Start des ersten Satelliten Sputnik 1 im Jahr 1957 ist es im Erdorbit immer voller geworden. Und mit der wachsenden Nutzung des Weltraums hinterlassen wir dort auch immer mehr Spuren. Über diesen Weltraummüll haben wir mit Tim Flohrer von der Europäischen Weltraumorganisation ESA gesprochen. *** Ein Beitrag von Kim Hermann, gesprochen von Ulrike Kapfer. Aufnahme: Das Hörspielstudio Kreuzberg, Tonbearbeitung und Schnitt: Elias Emken. Redaktion: Welt der Physik https://www.weltderphysik.de/ Welt der Physik wird herausgegeben vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt und von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. *** Titelbild: Max Alexander/Steve Kelly. Lizenz: CC BY 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ Die Website zum Podcast: https://www.weltderphysik.de/mediathek/podcast/weltraummuell/ Bei Fragen, Anmerkungen und Kritik schreibt uns: feedback@weltderphysik.de

Als die Quantenmechanik Anfang des 20. Jahrhunderts entwickelt wurde, markierte sie nicht nur in der Physik einen Umbruch. Sie warf auch grundlegende philosophische Fragen zu unserem Weltbild auf. Eine Entdeckung, über die sich viele Forschende den Kopf zerbrochen haben, ist die Heisenbergsche Unschärferelation. Was die Relation besagt und was sie für unser Weltbild bedeutet, berichtet Oliver Passon von der Universität Wuppertal in dieser Folge des Podcasts. *** Ein Beitrag von Kim Hermann, gesprochen von Simone Scheuer. Aufnahme: Das Hörspielstudio Kreuzberg, Tonbearbeitung und Schnitt: Daniel Lewy. Redaktion: Welt der Physik https://www.weltderphysik.de/ Welt der Physik wird herausgegeben vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt und von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. *** Die Website zum Podcast: https://www.weltderphysik.de/mediathek/podcast/heisenbergsche-unschaerferelation/ Bei Fragen, Anmerkungen und Kritik schreibt uns: feedback@weltderphysik.de

Die Physik als „Lehre von der Natur“ beschäftigt sich meistens nicht mit belebter Materie, sondern eher mit winzigen Quantenteilchen oder gar dem ganzen Universum. Dennoch haben die Naturgesetze den Anspruch, für alles zu gelten – also auch für Lebewesen. Was also macht Leben aus physikalischer Sicht aus? Darüber haben wir mit Axel Kleidon vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena gesprochen. *** Ein Beitrag von Julia Thomas, gesprochen von Ulrike Kapfer. Aufnahme: Das Hörspielstudio Kreuzberg, Tonbearbeitung und Schnitt: Elias Emken. Redaktion: Welt der Physik https://www.weltderphysik.de/ Welt der Physik wird herausgegeben vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt und von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. *** https://www.weltderphysik.de/mediathek/podcast/thermodynamik-des-lebens/ Bei Fragen, Anmerkungen und Kritik schreibt uns: feedback@weltderphysik.de

Bis zum Jahr 2045 will Deutschland Netto-Treibhausgasneutralität erreichen – also unterm Strich keine Treibhausgase mehr in die Atmosphäre ausstoßen. Und im Anschluss sollen die Treibhausgasemissionen sogar negativ werden. Doch wie kann das gelingen? Darüber haben wir mit Felix Havermann von der Ludwig-Maximilians-Universität in München gesprochen. *** Ein Beitrag von Kim Hermann, gesprochen von Ulrike Kapfer. Aufnahme: Das Hörspielstudio Kreuzberg, Tonbearbeitung und Schnitt: Elias Emken. Redaktion: Welt der Physik https://www.weltderphysik.de/ Welt der Physik wird herausgegeben vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt und von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. *** https://www.weltderphysik.de/mediathek/podcast/co2-entnahme/ Bei Fragen, Anmerkungen und Kritik schreibt uns: feedback@weltderphysik.de

Mal scheint die Zeit wie im Flug zu vergehen, mal fühlen sich Minuten wie Stunden an. Dennoch gehen wir allgemein davon aus, dass die Zeit in Wirklichkeit für uns alle gleich schnell vergeht – egal was wir machen und wo wir uns befinden. Fragt man jedoch einen Physiker wie Jan Steinhoff vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik, erfährt man, dass sich der Lauf der Zeit tatsächlich beeinflussen lässt. Für diese Folge unseres Podcasts haben wir mit ihm über den Effekt der sogenannten Zeitdilatation gesprochen. *** Ein Beitrag von Kim Hermann, gesprochen von Gabriele Blum. Aufnahme: Das Hörspielstudio Kreuzberg, Tonbearbeitung und Schnitt: Elias Emken. Redaktion: Welt der Physik https://www.weltderphysik.de/ Welt der Physik wird herausgegeben vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt und von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. *** https://www.weltderphysik.de/mediathek/podcast/zeitdilatation/ Bei Fragen, Anmerkungen und Kritik schreibt uns: feedback@weltderphysik.de

An Quantentechnologien wie etwa dem Quanteninternet oder Quantencomputern wird aktuell unter Hochdruck gearbeitet. Viele dieser Technologien basieren auf einzelnen Lichtteilchen, sogenannten Photonen. Doch wie erzeugt man die Photonen, die für Quantentechnologien benötigt werden, eigentlich? Diese Frage hat uns Doris Reiter von der Universität Dortmund beantwortet, denn sie forscht an Quantenpunkten. *** Ein Beitrag von Kim Hermann, gesprochen von Elmar Börger. Aufnahme: Das Hörspielstudio Kreuzberg, Tonbearbeitung und Schnitt: Daniel Lewy. Redaktion: Welt der Physik https://www.weltderphysik.de/ Welt der Physik wird herausgegeben vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt und von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. *** Die Website zum Podcast: https://www.weltderphysik.de/mediathek/podcast/quantenpunkte/ Bei Fragen, Anmerkungen und Kritik schreibt uns: feedback@weltderphysik.de

Mit außergewöhnlichen physikalischen Phänomenen fasziniert die Quantenmechanik: Von Teilchen, die an mehreren Orten gleichzeitig sein können über rätselhafte Verbindungen zwischen Quantenteilchen, die selbst über große Distanzen hinweg bestehen bleiben. Jens Eisert von der Freien Universität Berlin beschäftigt sich tagtäglich mit den speziellen Eigenheiten der Quantenwelt. Für diese Folge unseres Podcasts haben wir mit ihm über ein besonders spannendes Phänomen gesprochen: die Quantenteleportation. *** Ein Beitrag von Kim Hermann, gesprochen von Ulrike Kapfer. Aufnahme: Das Hörspielstudio Kreuzberg, Tonbearbeitung und Schnitt: Daniel Lewy. Redaktion: Welt der Physik https://www.weltderphysik.de/ Welt der Physik wird herausgegeben vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt und von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. *** Die Website zum Podcast: https://www.weltderphysik.de/mediathek/podcast/quantenteleportation/ Bei Fragen, Anmerkungen und Kritik schreibt uns: feedback@weltderphysik.de

Die präzisesten Zeitmesser sind aktuell Atomuhren. Sie geben den Takt der offiziellen Weltzeit an. Doch Forschende arbeiten bereits an einer neuen Generation von Uhren: den Kernuhren. Wie Kernuhren funktionieren und warum sie sogar noch genauer sein könnten als Atomuhren, berichtet Adriana Pálffy-Buß von der Universität Würzburg in dieser Folge des Podcasts. *** Ein Beitrag von Kim Hermann, gesprochen von Elias Emken. Aufnahme: Das Hörspielstudio Kreuzberg, Tonbearbeitung und Schnitt: Daniel Lewy. Redaktion: Welt der Physik https://www.weltderphysik.de/ Welt der Physik wird herausgegeben vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt und von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. *** Die Website zum Podcast: https://www.weltderphysik.de/mediathek/podcast/kernuhren/ Bei Fragen, Anmerkungen und Kritik schreibt uns: feedback@weltderphysik.de

Unsere Treibhausgasemissionen verändern nicht nur die Temperatur in der Atmosphäre. Auch der Ozean verändert sich im Zuge der globalen Erwärmung. Eines der zentralen Strömungssysteme im atlantischen Ozean ist besonders stark vom menschengemachten Klimawandel betroffen: Die atlantische, meridionale Umwälzzirkulation, kurz AMOC. Warum sich die AMOC im Zuge des Klimawandels abschwächt und welche dramatischen Folgen das für das Leben auf der Erde hat, berichtet Levke Caesar vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung in dieser Folge des Podcasts. *** Ein Beitrag von Julia Thomas, gesprochen von Elmar Börger. Aufnahme: Das Hörspielstudio Kreuzberg, Tonbearbeitung und Schnitt: Daniel Lewy. Redaktion: Welt der Physik https://www.weltderphysik.de/ Welt der Physik wird herausgegeben vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt und von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. *** Die Website zum Podcast: https://www.weltderphysik.de/mediathek/podcast/amoc-atlantische-umwaelzzirkulation/ Bei Fragen, Anmerkungen und Kritik schreibt uns: feedback@weltderphysik.de

Als der Journalist Malcom Gladwell im Jahr 2000 das Sachbuch „Tipping Point“ – auf Deutsch: Kipppunkt – veröffentlichte, bezog er sich auf abrupte soziale Umbrüche. In den darauffolgenden Jahren etablierte sich das Konzept der Kipppunkte auch in den Klimawissenschaften. Was Kipppunkte sind und wie sie sich auf unser Leben auf der Erde auswirken, erklärt Niklas Boers von der Technischen Universität München und dem Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung in dieser Folge des Podcasts. *** Ein Beitrag von Julia Thomas, gesprochen von Nurcan Özdemir. Aufnahme: Das Hörspielstudio Kreuzberg, Tonbearbeitung und Schnitt: Daniel Lewy. Redaktion: Welt der Physik https://www.weltderphysik.de/ Welt der Physik wird herausgegeben vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt und von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. *** Die Website zum Podcast: https://www.weltderphysik.de/mediathek/podcast/kipppunkte/ Bei Fragen, Anmerkungen und Kritik schreibt uns: feedback@weltderphysik.de

Schon seit vielen Jahrzehnten träumen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von einem funktionsfähigen Quantencomputer. Parallel dazu wird an Quantenalgorithmen geforscht, das ist gewissermaßen die Software von Quantencomputern. Wie man solche Algorithmen entwickelt und welche Herausforderungen es dabei gibt, berichtet Barbara Kraus von der Technischen Universität München in dieser Folge des Podcasts. *** Ein Beitrag von Kim Hermann, gesprochen von Elias Emken. Aufnahme: Das Hörspielstudio Kreuzberg, Tonbearbeitung und Schnitt: Daniel Lewy. Redaktion: Welt der Physik https://www.weltderphysik.de/ Welt der Physik wird herausgegeben vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt und von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. *** Die Website zum Podcast: https://www.weltderphysik.de/mediathek/podcast/quantenalgorithmen/ Bei Fragen, Anmerkungen und Kritik schreibt uns: feedback@weltderphysik.de

Atome sind die Grundbausteine, aus denen alles um uns herum aufgebaut ist: von den Sternen am Himmel bis hin zu unserem eigenen Körper. Jedes Atom wiederum setzt sich aus einem Atomkern und einer Hülle aus Elektronen zusammen. Wie Elektronen erstmals entdeckt wurden und welche zentrale Rolle sie in der Technologie und Forschung einnehmen, berichtet Sven Sturm vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg in dieser Folge des Podcasts. *** Ein Beitrag von Kim Hermann, gesprochen von Ulrike Kapfer. Aufnahme: Das Hörspielstudio Kreuzberg, Tonbearbeitung und Schnitt: Daniel Lewy. Redaktion: Welt der Physik https://www.weltderphysik.de/ Welt der Physik wird herausgegeben vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt und von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. *** Titelbild: Visualizing All Things Science/Flickr (Ausschnitt). Lizenz: CC BY-NC 2.0 https://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/deed.de https://www.weltderphysik.de/mediathek/podcast/elektronen/ Bei Fragen, Anmerkungen und Kritik schreibt uns: feedback@weltderphysik.de

Am 12. Dezember 2015 haben 195 Staaten und die Europäische Union das „Übereinkommen von Paris“ verabschiedet. Darin haben sie sich dazu verpflichtet, die globale Erwärmung seit Beginn der Industrialisierung auf deutlich unter 2 Grad Celsius zu begrenzen, am besten sogar auf 1,5 Grad. Nicht einmal zehn Jahre später, im Jahr 2024, wurde die Schwelle von 1,5 Grad Celsius nun erstmals überschritten – es war das wärmste Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen. Ob das 1,5-Grad-Ziel damit nun gerissen ist und wie eine um 1,5 Grad, 2 Grad oder noch wärmere Welt aussehen würde, berichtet Joaquim Pinto vom Karlsruher Institut für Technologie in dieser Folge des Podcasts. *** Ein Beitrag von Julia Thomas, gesprochen von Gabriele Blum. Aufnahme: Das Hörspielstudio Kreuzberg, Tonbearbeitung und Schnitt: Elias Emken. Redaktion: Welt der Physik https://www.weltderphysik.de/ Welt der Physik wird herausgegeben vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt und von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. *** Die Website zum Podcast: https://www.weltderphysik.de/mediathek/podcast/15-grad-ziel/ Bei Fragen, Anmerkungen und Kritik schreibt uns: feedback@weltderphysik.de

Das Internet ist aus unserem alltäglichen Leben nicht mehr wegzudenken: Wir nutzen es, um zu kommunizieren, einzukaufen, zu arbeiten und für vieles mehr. Seit den 1990er-Jahren schon arbeiten Forschende an einer neuen Version des Internets: dem Quanteninternet. Worin sich das Quanteninternet vom klassischen Internet unterscheidet, welche Anwendungen es verspricht und worin die technischen Herausforderungen liegen, berichtet Andreas Reiserer von der Technischen Universität München in dieser Folge des Podcasts. *** Ein Beitrag von Kim Hermann, gesprochen von Nurcan Özdemir. Aufnahme: Das Hörspielstudio Kreuzberg, Tonbearbeitung und Schnitt: Elias Emken und Daniel Lewy. Redaktion: Welt der Physik https://www.weltderphysik.de/ Welt der Physik wird herausgegeben vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt und von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. *** Die Website zum Podcast: https://www.weltderphysik.de/mediathek/podcast/quanteninternet/ Bei Fragen, Anmerkungen und Kritik schreibt uns: feedback@weltderphysik.de

Am Fuß eines Berges vergeht die Zeit langsamer als auf seinem Gipfel, schwere Objekte ziehen Licht an, und es gibt Himmelskörper, deren Anziehungskraft so stark ist, dass ihnen nichts mehr entkommen kann. Diese und viele weitere Phänomene lassen sich mithilfe der Allgemeinen Relativitätstheorie beschreiben, die Albert Einstein im Jahr 1915 veröffentlichte. Welche Überlegungen den Physiker dazu brachten, die Theorie zu entwickeln und warum Forscherinnen und Forscher trotz aller Erfolge nach alternativen Gravitationstheorien suchen, berichtet Eva Hackmann von der Universität Bremen in dieser Folge des Podcasts. *** Ein Beitrag von Kim Hermann, gesprochen von Elmar Börger. Aufnahme: Das Hörspielstudio Kreuzberg, Tonbearbeitung und Schnitt: Elias Emken und Daniel Lewy. Redaktion: Welt der Physik https://www.weltderphysik.de/ Welt der Physik wird herausgegeben vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. *** Die Website zum Podcast: https://www.weltderphysik.de/mediathek/podcast/allgemeine-relativitaetstheorie/ Bei Fragen, Anmerkungen und Kritik schreibt uns: feedback@weltderphysik.de

Neben zahlreichen Kommunikations- und Spionagesatelliten befinden sich im Erdorbit auch Forschungssatelliten. Einige von ihnen sind speziell dafür ausgerüstet, die Erde von der Ferne aus zu beobachten. Wie das funktioniert und welche Erkenntnisse sich so über unseren Planeten gewinnen lassen, berichtet Justus Notholt von der Universität Bremen in dieser Folge des Podcasts von Welt der Physik. *** Ein Beitrag von Jens Kube, gesprochen von Ulrike Kapfer. Aufnahme: Das Hörspielstudio Kreuzberg, Tonbearbeitung und Schnitt: Elias Emken. Redaktion: Welt der Physik Welt der Physik wird herausgegeben vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. *** Die Website zum Podcast: https://www.weltderphysik.de/mediathek/podcast/fernerkundung/ Bildquelle: ESA/Mlabspace Bei Fragen, Anmerkungen und Kritik schreibt uns: feedback@weltderphysik.de

Um Einblicke in den menschlichen Körper zu erlangen und beispielsweise Krankheiten zu diagnostizieren, gibt es viele unterschiedliche Methoden: Bei Ultraschalluntersuchungen kommen etwa Druckwellen zum Einsatz und bei der Computertomographie wird Röntgenstrahlung durch den Körper geschickt. Die Magnetresonanztomographie – kurz MRT – hingegen beruht auf starken Magnetfeldern. Wie die MRT funktioniert, warum sie umgangssprachlich auch „Kernspin“ genannt wird und wie Forscherinnen und Forscher versuchen, die Qualität von MRT-Aufnahmen immer weiter zu verbessern, berichtet Gabriele Ende vom Zentralinstitut für Seelische Gesundheit in Mannheim in dieser Folge des Podcasts von Welt der Physik. *** Ein Beitrag von Kim Hermann, gesprochen von Elias Emken. Aufnahme: Das Hörspielstudio Kreuzberg, Tonbearbeitung und Schnitt: John Arbinger. Redaktion: Welt der Physik https://www.weltderphysik.de/ Welt der Physik wird herausgegeben vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. *** Die Website zum Podcast: https://www.weltderphysik.de/mediathek/podcast/magnetresonanztomographie/ Bei Fragen, Anmerkungen und Kritik schreibt uns: feedback@weltderphysik.de

Wenn wir an der Supermarktkasse mit einer Kreditkarte zahlen, Clouddienste zum Speichern von Daten nutzen oder online Geld überweisen – bei sehr vielen Tätigkeiten in unserem Alltag werden unsere Daten mithilfe von kryptographischen Verfahren verschlüsselt. Doch obwohl die gängigen Verfahren aktuell noch nahezu unknackbar sind, könnte sich das in Zukunft ändern. Ein alternativer Ansatz, der eine vollkommen abhörsichere Kommunikation verspricht, ist die Quantenkryptographie. Wie die Methode funktioniert und ob sie klassische Kryptographieverfahren in der Zukunft ersetzen wird, berichtet Dagmar Bruß von der Universität Düsseldorf in dieser Folge des Podcasts von Welt der Physik. *** Ein Beitrag von Kim Hermann, gesprochen von Elmar Börger. Aufnahme: Das Hörspielstudio Kreuzberg, Tonbearbeitung und Schnitt: Elias Emken. Redaktion: Welt der Physik Welt der Physik wird herausgegeben vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. *** Die Website zum Podcast: https://www.weltderphysik.de/mediathek/podcast/quantenkryptographie/ Bei Fragen, Anmerkungen und Kritik schreibt uns: feedback@weltderphysik.de

Wenn wir in einer klaren Nacht in den Himmel schauen, können wir eine atemberaubende Vielzahl an funkelnden Punkten beobachten. Doch der Blick in den Sternenhimmel liefert immer nur zweidimensionale Bilder. Die dritte Dimension der Himmelsobjekte – also ihre Entfernung zur Erde – ist nicht so leicht zu bestimmen. Mit welchen Methoden Astronominnen und Astronomen den Kosmos dennoch vermessen und welche bedeutende Rolle das Bestimmen von Entfernungen im Weltall heute noch spielt, berichtet Hendrik Hildebrandt von der Universität Bochum in dieser Podcastfolge von Welt der Physik. *** Ein Beitrag von Julia Thomas, gesprochen von Ulrike Kapfer. Aufnahme: Das Hörspielstudio Kreuzberg, Tonbearbeitung und Schnitt: Daniel Lewy und Elias Emken. Redaktion: Welt der Physik https://www.weltderphysik.de/ Welt der Physik wird herausgegeben vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. *** Die Website zum Podcast: https://www.weltderphysik.de/mediathek/podcast/vermessung-des-universums/ Bei Fragen, Anmerkungen und Kritik schreibt uns: feedback@weltderphysik.de

Die Gesetze der Quantenphysik bringen nicht nur Laiinnen und Laien regelmäßig aus dem Konzept, selbst einige der Personen, die die Quantenphysik mitbegründeten, zweifelten immer wieder an den von ihnen aufgestellten Gesetzen. Ein besonders rätselhaftes Konzept der Quantenphysik, über das sich auch Albert Einstein den Kopf zerbrach, ist die quantenmechanische Verschränkung. Was es bedeutet, wenn zwei Objekte miteinander verschränkt sind und warum Einstein von einer „spukhaften Fernwirkung“ sprach, berichtet Tobias Schätz von der Universität Freiburg in dieser Folge.

Astronominnen und Astronomen haben im Weltall unzählige Galaxien, Sterne und inzwischen auch Planeten ausgemacht – und sie gehen davon aus, dass auf einigen dieser fernen Welten womöglich ebenfalls Leben existieren könnte. Selbstverständlich ist das alles nicht – nicht einmal für unseren Planeten. Denn bereits winzige Änderungen in den fundamentalen Eigenschaften des Universums hätten ausgereicht, um Leben niemals entstehen zu lassen. Es scheint so, als wären die Eigenschaften fein aufeinander abgestimmt. Worin diese Feinabstimmung besteht und welche möglichen Erklärungen es dafür gibt, berichtet Thomas Naumann vom Forschungszentrum DESY in Zeuthen in dieser Folge.

1,5 Grad Celsius – nicht mehr. Das ist der Wert, auf den die Unterzeichner des Pariser Klimaabkommens die globale Erwärmung seit dem vorindustriellen Zeitalter begrenzen wollten. Doch während langsam aber sicher deutlich wird, dass die Welt am 1,5-Grad-Ziel vorbeischlittert, verändern sich die Werte extremer Temperaturen sogar noch drastischer. Wann Wetter „extrem“ wird, und wie Forschende den Einfluss des Klimawandels auf solche Extremereignisse untersuchen, berichtet Frank Kreienkamp vom Deutschen Wetterdienst in dieser Folge.

Die Frage, wie auf der Erde vor Milliarden von Jahren erstmals Leben entstehen konnte, ist noch immer nicht geklärt. Denn selbst das kleinste lebende System – eine einzelne Zelle – ist extrem komplex und lässt sich nur schwer entschlüsseln. Um die Prozesse innerhalb von Zellen besser zu verstehen, bauen Forschende sie künstlich im Labor nach. Wie das funktioniert und welche Erfolge dabei bislang erzielt wurden, berichtet Petra Schwille vom Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried in dieser Folge. Bildquelle: Kohyama et al., Nature Communications 13, 6098, 2022; Lizenz: CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

Mit Lichtgeschwindigkeit durchqueren sie das Universum und stauchen und strecken dabei Raum und Zeit: Gravitationswellen. Mehr als hundert Jahre lang haben Physikerinnen und Physiker über ihre Existenz spekuliert, bis es im Jahr 2015 erstmals gelang, Gravitationswellen nachzuweisen. Welche Signale seitdem gemessen wurden, was sie uns über das Universum verraten und wie Gravitationswellen in Zukunft noch genauer untersucht werden könnten, berichtet Frank Ohme vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Hannover in dieser Folge.

Viele Planeten in unserem Sonnensystem haben Monde: Die Erde hat einen, Mars zwei, Jupiter hat mehr als 90 und Saturn sogar weit über hundert. Und auch außerhalb unsers Sonnensystems gibt es zahlreiche Planeten, die vermutlich ebenso von Begleitern – sogenannten Exomonden – umkreist werden. Wie diese fernen Welten aussehen könnten und mit welchen Methoden nach Exomonden gesucht wird, berichtet René Heller vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen in dieser Folge.

Wie Antimaterie erstmals entdeckt wurde und warum sie bis heute eines der größten ungelösten Rätsel der Physik darstellt, berichtet Stefan Ulmer von der Universität Düsseldorf in dieser Folge.

Wie autonome Fahrzeuge funktionieren und welche Hürden noch genommen werden müssen, bis sie auch im Straßenverkehr eingesetzt werden können, erzählt Daniel Göhring von der Freien Universität Berlin in dieser Folge.

Wie Physikerinnen und Physiker nach Materialien suchen, die Strom auch bei Raumtemperatur widerstandsfrei leiten, erzählt Bernhard Keimer vom Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in dieser Folge.

Wie sich Signale aus dem Gehirn auslesen lassen und an welchen Schnittstellen zwischen Gehirn und Computer aktuell geforscht wird, berichtet Thomas Stieglitz von der Universität Freiburg in dieser Folge.

Woraus das unscheinbare Gas besteht, das unser gesamtes Universum erfüllt und welche Rolle es bei der Entwicklung des Kosmos spielt, berichtet Philipp Richter von der Universität Potsdam in dieser Folge.

Wo Neutrinos herkommen, wie sich die rätselhaften Eigenschaften der Teilchen untersuchen lassen und was sie uns über die Geschichte und den Aufbau des Universums verraten, erzählt Kathrin Valerius vom Karlsruher Institut für Technologie in dieser Folge.

Wie Permafrostböden vor Jahrmillionen entstanden und was passiert, wenn die gefrorenen Böden im Zuge des Klimawandels nun allmählich auftauen, berichtet Julia Boike vom Alfred-Wegener-Institut in dieser Folge.

Wie sich Astronautinnen und Astronauten vor der gefährlichen Strahlung schützen können, der sie im Weltraum ausgesetzt sind, berichtet Thomas Berger vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in dieser Folge.

Warum unsere Welt aus schwingenden Fäden aufgebaut sein könnte, erzählt Timo Weigand von der Universität Hamburg in dieser Folge.

Wie Wolken entstehen, mit welchen Methoden sie sich untersuchen lassen und welche Rolle Wolken für das Klima auf der Erde spielen, berichtet Mira Pöhlker vom Leibniz-Institut für Troposphärenforschung in dieser Folge.

Wie Schnelle Radioblitze vor gut 15 Jahren entdeckt wurden und was bislang über ihren Ursprung bekannt ist, berichtet Michael Kramer vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in dieser Folge.

Auf welchen Wegen Kohlenstoff im Erdsystem zirkuliert und wie Menschen diesen natürlichen Kreislauf beeinflussen, berichtet Ingeborg Levin von der Universität Heidelberg in dieser Folge.

Wie sich beispielsweise Blutproben auf kleinen Chips analysieren lassen und in welchen Bereichen solche Lab-on-a-Chip-Systeme bereits zum Einsatz kommen, erläutert Roland Zengerle von der Universität Freiburg in dieser Folge.

Was bislang über die fundamentalen Bausteine der Materie bekannt ist und welche neuen Entdeckungen kürzlich an Teilchenbeschleunigern gelangen, berichtet Stephan Paul von der Technischen Universität München in dieser Folge.

Welche naturphilosophischen Fragen die Quantentheorie aufwirft und welche Deutungsansätze es gibt, erläutert Manfred Stöckler von der Universität Bremen in dieser Folge.

Warum Kristalle für viele moderne Technologien unverzichtbar sind und wie sie für diesen Zweck gezielt gezüchtet werden, erklärt Matthias Bickermann vom Leibniz-Institut für Kristallzüchtung in Berlin in dieser Folge.

Woher die Wärme im Erdinneren kommt und mit welchen Verfahren sie sich technisch nutzen lässt, erklärt Inga Moeck von der Universität Göttingen und dem Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik in Hannover in dieser Folge.

Wie sich die Realität in einem Computermodell nachstellen lässt und wo die Grenzen von Computersimulationen liegen, erklärt Claus Beisbart von der Universität Bern in dieser Folge.