Unser Universum ein Hologramm? Mehr als nur theoretisches Gedankenspiel?

Künstlerische Interpretation unseres Universums als Hologramm. I | Copyright: TU Wien

Wien (Österreich) - Auf den ersten Blick scheint jeder Zweifel ausgeschlossen: Das Universum sieht für uns dreidimensional aus. Doch eine der fruchtbarsten Ideen der theoretischen Physik in den letzten beiden Jahrzehnten stellt genau das in Frage: Das "holographische Prinzip" sagt, dass man für die Beschreibung unseres Universums möglicherweise eine Dimension weniger braucht als es den Anschein hat. Was wir dreidimensional erleben, kann man auch als Abbild von zweidimensionalen Vorgängen auf einem riesigen kosmischen Horizont betrachten.

- Bei dieser Meldung handelt es sich um eine Pressemitteilung der TU Wien

Bisher wurde es nur in exotischen Raumzeiten mit negativer Krümmung studiert, die zwar theoretisch interessant sind, sich von unserem Universum aber wesentlich unterscheiden. Ergebnisse der TU Wien legen nun allerdings nahe, dass dieses holographische Prinzip auch in flachen Raumzeiten gilt, wie wir sie in unserem Universum beobachten.

Das Holographische Prinzip

Man kennt das von Hologrammen auf Geldscheinen oder Kreditkarten. Sie sind eigentlich zweidimensional, sehen für uns aber dreidimensional aus. Möglicherweise verhält sich das Universum ganz ähnlich. "Schon 1997 stellte der Physiker Juan Maldacena die Vermutung auf, dass es eine Korrespondenz zwischen Gravitationstheorien in gekrümmten Anti-de-Sitter-Räumen und Quantenfeldtheorien in Räumen mit einer Dimension weniger gibt", sagt Daniel Grumiller vom Institut für Theoretische Physik der TU Wien.

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Man beschreibt Gravitations-Phänomene in einer Theorie mit drei Raumdimensionen oder das Verhalten von Quantenteilchen in einer Theorie in zwei Raumdimensionen und kann die Ergebnisse ineinander überführen. Ein solcher Zusammenhang ist zunächst ähnlich überraschend als würde man mit den Formeln aus einem Astronomie-Lehrbuch einen CD-Player reparieren. Doch die Methode hat schon viele Erfolge gebracht. Mehr als zehntausend wissenschaftliche Arbeiten wurden mittlerweile zu Maldacenas "AdS-CFT-Korrespondenz" veröffentlicht.

Korrespondenzprinzip auch im flachen Universum

Für die theoretische Physik ist das zwar wichtig, doch mit unserem Universum hat das zunächst noch nichts zu tun. Wir leben nämlich definitiv nicht in einem Anti-de-Sitter-Raum. Solche Räume haben sehr merkwürdige Eigenschaften. Sie sind negativ gekrümmt, Objekte, die man auf gerader Linie wegwirft, kommen wieder zurück. "Unser Universum hingegen ist ziemlich flach - und auf astronomischen Distanzen betrachtet ist es positiv gekrümmt", sagt Daniel Grumiller.

Grumiller vermutete allerdings schon vor einigen Jahren, dass ein Korrespondenzprinzip auch für unser reales Universum gelten könnte. Um das herauszufinden, muss man Gravitationstheorien konstruieren, die keine exotischen Anti-de-Sitter-Räume brauchen, sondern in gewöhnlichen flachen Räumen zu Hause sind. Daran wird seit etwa drei Jahren in einer internationalen Kooperation von der Universität Edinburgh, Harvard, IISER Pune, dem MIT, der Universität Kyoto und der TU Wien gearbeitet. Nun veröffentlichte Grumiller mit Kollegen aus Indien und Japan einen Artikel im Journal "Physical Review Letters" (DOI: 10.1103/PhysRevLett.114.111602) , das die Korrespondenz-Vermutung in einem flachen Universum bestätigt.

Zweimal gerechnet – selbes Ergebnis

"Wenn die Quantengravitation im flachen Raum eine holographische Beschreibung durch eine gewöhnliche Quantentheorie zulässt, dann muss man physikalische Größen in beiden Theorien berechnen können, und die Ergebnisse müssen übereinstimmen", sagt Grumiller. Insbesondere muss sich eine Schlüsseleigenschaft der Quantenmechanik – die Quantenverschränkung – auch auf der Seite der Gravitationstheorie finden.

Wenn Quantenteilchen verschränkt sind, lassen sie sich mathematisch nicht getrennt beschreiben – sie bilden quantenphysikalisch betrachtet ein gemeinsames Objekt, auch wenn sie weit voneinander entfernt sind. Ein Maß für die quantenmechanische Verschränkung ist die sogenannte "Verschränkungsentopie". Gemeinsam mit Arjun Bagchi, Rudranil Basu und Max Riegler konnte Daniel Grumiller zeigen, dass man für diese Verschränkungsentropie in einer flachen Quantengravitationstheorie und in einer niedrigdimensionalen Quantenfeldtheorie tatsächlich denselben Wert erhält.

"Diese Rechnung bestätigt unsere Vermutung, dass das holographische Prinzip auch in flachen Raumzeiten realisiert sein kann. Es ist somit ein Hinweis für die Gültigkeit dieses Prinzips in unserem Universum." erklärt Max Riegler, DOC-Stipendiat der Österreichischen Akademie der Wissenschaften in Daniel Grumillers Forschungsgruppe. "Allein die Tatsache, dass wir auf der Gravitationsseite über Quanteninformationsbegriffe wie Verschränkungsentropie reden können ist verblüffend und war vor einigen Jahren noch schwer vorstellbar. Dass wir sie nun sogar als Werkzeug verwenden können um die Gültigkeit des holographischen Prinzips zu testen - und das dieser Test auch funktioniert hat – ist wirklich bemerkenswert", sagt Daniel Grumiller.

Damit ist freilich noch nicht bewiesen, dass wir tatsächlich auf einem Hologramm leben - doch die Hinweise auf die Gültigkeit des Korrespondenzprinzips in unserem realen Universum scheinen sich zu verdichten.

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TU Wien

Genetiker modifizieren erstmals Erbgut menschlicher Embryonen

Achtzelliger Embryo. | Copyright: gemeinfrei

Guangzhou (China) - Chinesische Wissenschaftler haben mit einem Fachartikel frühere Gerüchte bestätigt, wonach sie erstmals die DANN menschlicher Embryonen gezielt modifiziert haben. Während die Publikation weltweit für Kritik sorgt, vermuten Experten, dass weitere Experimente über diesen ersten Schritt bereits hinaus sind.

Wie das Team um Junjiu Huang von der Sun Yat-sen Universität aktuell im Fachjournal "Protein & Cell" (DOI: 10.1007/s13238-015-0153-5) berichten, haben sie die Manipulation des Erbguts der Embryonen mit der sogenannte CRISPR-Methode durchgeführt, mit der vergleichsweise einfach, aber zugleich auch sehr genaue Modifikationen des Erbguts möglich sind.

Die chinesischen Wissenschaftler selbst erklären zugleich aber, dass sie ihre Experimente nun an normalen Embryonen, sondern an sogenannt polysperm befruchteten Eizellen durchgeführt haben. Hierbei handelt es sic um Eizellen, die von zwei statt von einem Spermium befruchtet wurden und weniger Tage nach der Befruchtung in der Regel absterben und sich nicht weiter entwickeln.

Ziel der Experimente sei eine medizinische Anwendung der Technologie, darunter beispielsweise das Verhindern von Erbkrankheiten. Von 86 Eizellen konnten demnach vier erfolgreich modifiziert werden. Die restlichen Eizellen überlebten entweder den Eingriff nicht oder konnten nicht erfolgreich modifiziert werden. Damit liege der Effizienzrate noch deutlich unter der für eine praktikable Genmodifikation beim Mensch notwendige Anforderung.

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Zugleich stellten die Forscher fest, dass nicht nur die eigentlich anvisierten Gene verändert wurden. Derartige "off-target"-Modifikationen könnten zu schwerwiegenden Krankheiten und Mutationen führen. Trotz zukünftige Anstrengungen diese ungewollten Veränderungen auszuschließen, werde dies wohl nie vollständig möglich sein. Aus diesem Grund wird es wohl immer notwendig bleiben, selbst erfolgreich modifizierte und überlebensfähige Embryonen auf derartige "off-target"-effekte zu untersuchen, bevor diese einer Frau eingepflanzt werden. Technologien für eine solche Selektion stehen heute schon zur Verfügung und werden schon bei einigen In-vitro-Fertilisationen, also künstlichen Befruchtungen, zum Ausschluss krankhafter Mutationen im Rahmen der sogenannten Preimplantationsdiagnostik angewandt.

Darüberhinaus stießen Huang und Kollegen aber auch noch auf andere, deutlich schwerwiegendere Probleme: Die Embryonen waren eine Vermischung aus modifizierten und unmodifizierten Zellen – sogenannte genetische Mosaike, weswegen die Ergebnisse der Preimplantationsdiagnostik leicht verfälscht sein oder fehlinterpretiert werden können.

Die Ergebnisse der chinesischen Genetiker sind damit also alles andere als ermutigend, wenn es um die Hoffnung geht, durch die Modifikation von Embryonen beispielsweise Erbkrankheiten korrigieren zu können.

Die Kritik jedoch schlägt weltweit hohe Wellen: "Der leichte Zugang und die einfache Handhabe von CRISPR gibt Forschern die Möglichkeit, überall auf der Welt jeden Versuch zu machen, den sie wollen", gibt der Geschäftsführer der Biotech-Firma Sangamo BioSciences, Edward Lanphier, auf der Webseite des Fachjournals "Nature" zu bedenken. Schon im vergangenen März hatte Lanphier die Experimente vorhergesagt und fordert nun, die Versuche anzuhalten. Eine Fachdiskussion der Frage, in welche Richtung sich die Forschung bewegt sei unumgänglich. Tatsächlich arbeiten derzeit Gerüchten zufolge schon vier weitere chinesische Forschergruppen an der Genmanipulation menschlicher Embryonen.

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Vollständige Genom-Kartierung des Wollhaarmammuts ebnet Weg zu dessen Wiederbelebung

Mammut, Zeichnung von 1885. | Copyright: Paul Jamin, gemeinfrei

Hamilton (Kanada) - Ein internationales Genetikerteam hat die nahezu vollständigen Genome zweier sibirischer Wollhaarmammuts kartiert und zeichnet damit das bislang vollständigste genetische Bild der ausgestorbenen Eiszeitriesen. Aus dem Ergebnis lassen sich neue Rückschlüsse auf die Evolutionsgeschichte der Mammuts und die Umstände schließen, die schlussendlich zu ihrem Aussterben geführt haben. Zugleich ebnet die Kartierung den Weg zur Wiedererweckung der Tiere.

"Durch diese Arbeit wird die Wiederbelebung der Art zu einer wirklich realen Möglichkeit, die wir nun theoretisch schon binnen weniger Jahrzehnte realisieren können", erläutert Hendrik Poinar, der Direktor des Ancient DNA Centre an der McMaster University. "Mit einem vollständigen Genom und dieser Art von Daten können wir nun damit beginnen zu verstehen, was ein Mammut zu einem Mammut macht, wenn wir es mit einem Elefanten vergleichen."

Während viele Wissenschaftler lange Zeit davon ausgingen, dass die Mammuts Opfer des damaligen Klimawandels und der Bejagung durch den Menschen wurden, legen die nun vorliegenden neuen Daten eine Vielzahl unterschiedlicher Faktoren nahe, die sich über einen längeren Zeitraum in der evolutionären Geschichte der Dickhäuter auswirkten.

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Bei den beiden Quellen der nun erstellten Genome handelt es sich um zwei Mammuts, die jeweils 40.000 Jahre getrennt voneinander lebten: Während ein Exemplar vor rund 45.000 im nordöstlichen Sibirien lebte, gehörte das zweite zu einer der letzten überlebenden Mammut-Populationen, die noch bis vor 4.300 Jahren auf der Wrangel-Insel im Arktischen Ozean lebten.

Bei letzterem fanden die Forscher eine nur noch niedrige genetische Vielfalt und damit ein deutliches Anzeichen für Inzucht, die wahrscheinlich auf die kleine Anzahl der auf Wrangel überlebten Exemplare während der letzten 5.000 Jahre der Existenz der Art zurückgeht.

Schon vor 250.000 bis 300.000 Jahren erfuhren die Mammuts einen signifikanten Rückgang, den die Tiere aber überstanden. Nicht so jedoch ihren Rückgang zum Ende der letzten Eiszeit.

"Aus unseren Daten geht hervor, dass während die Ägypter die Pyramiden bauten, es immer noch lebende Mammuts auf den arktischen Inseln gab", so Poinar. Die Ergebnisse haben die Genetiker aktuell im Fachjournal "Current Biology" (DOI: 10.1016/j.cub.2015.04.007) veröffentlicht.


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Genetiker verpflanzen erstmals erfolgreich Mammut-DNA in die eines Elefanten

Symbolbild: Mammut-Mumie im Permafrost. | Copyright: A.V. Lozhkin/NOAA/Public Domain

Cambridge (USA) - US-Genetiker haben erstmals erfolgreich Mammut-DNA in lebendige Zellen eines Elefanten eingebracht und beschreiten damit einen wichtigen Schritt hin zur Wiederbelebung der einstigen Giganten.

Wie der Genetik-Professor Geroge Church von der Harvard University gegenüber der "Sunday Times" berichtet, stammt die DNA von Mammuts, die im arktischen Permafrostboden der Wrangel-Halbinsel gefunden wurden. Zwar handele es sich noch nicht um die vollständige Gensequenz eines Mammuts, dennoch aber um jene Eigenschaften, die Mammuts von heute lebenden Elefanten unterscheiden, so etwa Gene für die Größe der Ohren, subkutane Fette und die charakteristische Körperbehaarung.

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Im genetischen Code des Elefanten funktionieren die Mammut-Gene bislang völlig normal, zitiert die Zeitung den Wissenschaftler. "Wir verfügen damit jetzt erstmals über funktionierende Elefanten-Zellen mit Mammut-DNA." Es sei jedoch noch weitere Forschung notwendig, weshalb bislang auch noch keine Fachpublikation vorliege.

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Während die letzten Mammute vor rund 3.300 Jahren auf der nordsibirischen Wrangelinsel ausstarben, sind derzeit weltweit drei Team darum bemüht, das Genom der Tiere vollständig zu rekonstruieren und diese wieder zum Leben zu erwecken.

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Neue Quanten-Gleichung erklärt Universum ohne Urknall, Dunkle Materie und Dunkle Energie

Erweitertes Schaubild zum Urknall-Modell (Illu.). | Copyright: NASA (grewi.de)

Benha (Ägypten) - Während auf der Grundlage der weitgehend anerkannten allgemeinen Relativitätstheorie unser Universum vor rund 13,8 Milliarden Jahren aus einem unendlich dichten Punkt - der sogenannten Singularität - und dem darauf folgenden Urknall hervorging und sich seither ausdehnt, stellt eine neue Theorie ägyptischer und kanadischer Physiker diese Vorstellung vom Universum einmal mehr in Frage. Anhand der von den Forschern vorgestellten Quantengleichungen existiert das Universum schon immer und kommt zudem gänzlich ohne die theoretischen Konstrukte von Dunkler Materie und Dunkler Energie aus.

Während die Urknall-Theorie allgemein als anerkannt gilt, gibt es aber immer wieder auch Wissenschaftler, die auf die Problematik verweisen, dass die Mathematik hinter der allgemeinen Relativitätstheorie lediglich erklären kann, was unmittelbar nach dem Urknall passierte - nicht aber, was unmittelbar während des Urknall geschah, geschweige denn vor der Singularität.

"Die Urknall-Singularität ist das größte Problem der allgemeinen Relativitätstheorie, da die Gesetze der Physik genau hier zusammenbrechen", zitiert Phys.org einen der Autoren der aktuell im Fachjournal "Physics Letters B" (DOI: 10.1016/j.physletb.2014.12.057) und vorab auf arXiv.org veröffentlichten Studie, Ahmend Farag Ali von der Benha University und der Zewail City of Science and Technology in Gizeh.

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Gemeinsam mit seinem Kollegen Saurya Das von der kanadischen University of Lethbridge hat Ali seine Quantengleichungen auf der Grundlage Arbeit des US-amerikanischen Quantenphysikers David Bohm über Quantenbahnen (den sog. bohmschen Trajektorien) erstellt. Hierbei handelt es sich um eine Quanten-Alternative zu klassischen Geodäten, also der Verbindung zweier Punkte auf einer gekrümmten Oberfläche (Bsp. Kugel) oder in gekrümmten Räumen. Die Theorie der bohmschen Trajektorien haben die Forscher dann auf eine Gleichung des indischen Physikers Amal Kumar Raychaudhuri (Das' Lehrer an der University of Kolkata) angewandt.

Mittels der neuen Gleichungen und Theorien wird nun jedoch weder eine Urknall-Singularität noch eine sog. Big-Crunch-Singularität vorhergesagt, wie sie ein mögliches Ende unseres Universums in Form eines "umgekehrten Urknall" vorhersieht. Der Grund, weswegen das Modell von Ali und Das keine Singularität beinhaltet liegt im Unterschied zwischen klassischen Geodäten und den verwendeten bohmschen Trajektorien: Während sich klassische Geodäten kreuzen (können) und genau an diesen Kreuzungspunkten Singularitäten entstehen, kreuzen sich die bohmschen Bahnen nie und es entstehen folglich auch keine Singularitäten. Kosmologisch betrachtet könne diese Quantenkorrektur als kosmologische Konstante verstanden werden, die ganz ohne die Konstrukte von Dunkler Energie und Dunkler Materie auskommt. Das Universum hätte demnach eine begrenzte Größe und damit ein unbegrenztes Alter. Tatsächlich, so erklären die Autoren der Studie, würden ihre neuen Vorhersagen mit neusten kosmischen Beobachtungen und der Dichte des Universums gestützt.

Physikalisch betrachtet beschreibt das Modell von Ali und Das unser Universum als mit einer Quantenflüssigkeit angefüllt. Die Quantenphysiker schlagen vor, dass diese "Flüssigkeit" aus Gravitonen besteht. Hierbei handelt es sich um hypothetische, masselose Teilchen als Träger der Gravitationskraft. Sollten diese Partikel existieren, würden sie eine Schlüsselrolle und der Theorie der Quantengravitation einnehmen.

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Forscher fahnden nach Neutronen aus Paralleluniversen

Symbolbild: Grafische Illustration des Konzepts eines mit vielen Universum-Blasen gefüllten Multiversums (Illu.). | Copyright: grewi.de

Namur (Belgien) - Laut einer von vielen Theorien der Hochenergiephysik ist unser dreidimensionales Universum nur eines von vielen in einem multidimensionalen Kosmos. Vor dem Hintergrund dieser Theorie sollte es aber auch möglich sein, dass Materie unseres Universums in andere wechselt und umgekehrt. Belgische Wissenschaftler glauben nun einen Weg gefunden zu haben, diese Theorie zu testen und wollen nach Neutronen aus Paralleluniversen suchen.

Wie das Team um Michael Sarrazin von der Université de Namur vorab auf arXiv.org berichtet, wollen sie die Auswirkung von zwischen den Universen wechselnden Neutronen - also elektrisch neutralen Teilchen - messen.

Hierzu wollen die Forscher einen Neutronendetektor in der Nähe eines Nuklearreaktors platzieren, um so zu überprüfen, ob unvorhergesehene Neutronen detektiert werden, die über den Reaktor aus einem Paralleluniversum, einer sogenannten "Braneworld", transportiert werden.

Wie der "The Physics of ArXiv"-Blog kommentiert, sei die Theorie selbst weniger ungewöhnlich, als sie zunächst klingt. "Sarrazin und Kollegen sagen, dass die Braneworld-Theorien vorhersagen, dass Teilchen wie Neutronen zur gleichen Zeit in unserem als auch in einem Paralleluniversum, in sich überlagenden Zuständen, existieren können. Wenn diese Neutronen dann aber – etwa durch eine Kollision mit einem Kern – gestört werden, hebt sich auch der Zustand der Überlagerung auf und das Neutron endet entweder in der einen oder in der anderen Welt. Durch diesen Vorgang könnte es also dazu kommen, dass Neutronen von einem Universum in ein paralleles Universum wechseln."

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Ziel der anvisierten Experimente ist es nun, zwischen Neutronen, die aus einem Paralleluniversum in das unsrige gewechselt haben und den natürlichen Neutronen unseres Universum zu unterscheiden.

Tatsächlich ist das Verhalten konventioneller Neutronen sehr genau bekannt und Physiker können die Anzahl, die ein Kernreaktor produziert, genau berechnen und messen. Zudem sind Kernreaktoren schließlich auch gerade gegen das Entweichen von Neutronen abgeschirmt. Die Anzahl von Neutronen, die einem derart abgesicherten Reaktor im Normalfall entweichen sollten, sollte also entsprechend gering und bekannt sein.

Zusätzlich zu den im Innern des Reaktors produzierten Neutronen, gibt es auch immer noch ein Hintergrundlevel an Neutronen, die durch die Kollision kosmischer Strahlen entstehen.


Skizze des geplanten Versuchsaufbaus zur Suche nach Neutronen aus Paralleluniversen. | Copyright: Sarrazin et al.

Sarrazin und Kollegen sind sich nun sicher, dass sie die normalen und natürlichen Neutronen auf drei Arten recht genau von den "Grenzgängern" aus einem anderen Universum unterscheiden können:

- Zum einen, soll der geplante Detektor extrem stark vor von außen eindringenden Neutronen abgeschirmt werden. Jedes Neutron, dass dann trotzdem detektiert wird, muss also im Innern der Detektoreinheit selbst entstanden sein. Dennoch wäre es immer noch möglich, dass kosmische Strahlung zu dem Detektor vordringt und auch auf diese Weise in dessen Innern Neutronen entstehen lässt.

- Allerdings sei die Anzahl der auf diese Weise entstehenden Neutronen stets konstant und nicht abhängig von der Position des Detektors selbst. Im Gegensatz dazu wäre die Anzahl von Neutronen aus einem Paralleluniversum von der Entfernung von Kernreaktor abhängig - jenem Ort also, an dem sie ursprünglich auch entstehen. Sollte diese Rate entsprechend unerwarteter Neutronen mit der Entfernung zu Reaktor abnehmen, wäre dies ein deutlicher Hinweis auf die exotische, multidimensionale Herkunft entsprechender Neutronen.

- Schlussendlich sollten die Neutronen auch mit dem Gravitationsfeld unserer Erde interagieren. Diese Wechselwirkung würde ebenfalls zum Zusammenbruch des überlagerten Zustands der Neutronen und dem wechseln von einem Universum in das unsrige führen. Vor diesem Hintergrund sollte also jede Veränderung des Schwerkraftfeldes auch die Rate der in und aus unserem Universum wechselnden Neutronen verändern. Durch die leicht elliptische Umlaufbahn der Erde um die Sonne, kommt es jährlich zu einer Veränderung des Schwerkraftfeldes unseres Planeten um etwa 2 Prozent. Sollten die Braneworld-Theorien also stimmen, müsste sich auch dieser Effekt auf die Entstehungsrate der exotischen Neutronen berechenbar auswirken.

Neben ihren theoretischen Berechnungen haben die Forscher um Sarrazin auch schon den idealen Ort für ihr Experiment gefunden und wollen ihre Detektoreinheit wenige Meter vom Kernreaktor am Institute Laue-Langevin nahe Grenoble, einem der weltweit führenden Institute für Neutronenwissenschaft, aufstellen.

- Den vollständigen Artikel von Sarrazin und Kollegen finden Sie HIER

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Planck-Observatorium liefert bislang genaueste Karten des kosmischen Mikrowellenhintergrunds - Nachweis von Gravitationswellen widerlegt

Diese Karte zeigt die Polarisation des kosmischen Mikrowellenhintergrunds (CMB), wie sie von "Planck" über den gesamten Himmel vermessen wurde. Ein kleiner Bruchteil der Strahlung ist polarisiert – das Licht schwingt in einer bevorzugten Richtung. In diesem Bild repräsentiert die Farbskala Temperaturdifferenzen, während die Textur die Richtung des polarisierten Lichts andeutet. Die dabei sichtbaren Muster sind charakteristisch für Polarisation im sogenannten E-Modus, die dominierende Form der Polarisation im CMB. | ESA and the Planck Collaboration

Garching (Deutschland) - Auf der Grundlage der Daten des europäischen Weltraumobservatoriums "Planck" haben Wissenschaftler die bislang genauesten bzw. detailreichsten Karten des kosmischen Mikrowellenhintergrunds, und damit des sogenannten "Urknall-Echos" erstellt. Die neuen Karten zeigen den gesamten Himmel im polarisierten Licht des frühen Universums. Sie zeigen auch, dass die ersten Sterne rund 100 Millionen Jahre später geboren wurden als bisher angenommen und erlauben zugleich neue Einblicke in unsere Milchstraße, deren Staub spektakuläre Ansichten galaktischer Magnetfelder liefert. Die neuen Daten widerlegen zugleich die erst kürzlich verkündete Entdeckung von Gravitationswellen.

An der Entwicklung und Auswertung der Missionsdaten des Planck-Satelliten waren und sind auch Wissenschaftler am Garchinger Max-Planck-Institut für Astrophysik beteiligt. Zu den Hintergründen der Planck-Mission erläutert die Pressemitteilung des Instituts:

"Die Geschichte unseres Universums begann vor 13,8 Milliarden Jahren. Will man seine Entwicklung verstehen, muss man den kosmischen Mikrowellenhintergrund (auch CMB genannt, von englisch Cosmic Microwave Background) analysieren. Dieses fossile Licht ging nur 380.000 Jahre nach dem Urknall auf die Reise, als das Weltall noch sehr heiß und dicht war. Durch die Expansion des Kosmos sehen wir dieses Licht heute über dem gesamten Himmel im Spektralbereich der Mikrowellen.

Von 2009 bis 2013 erstellte Planck mehrere komplette Himmelskarten dieser urzeitlichen Strahlung in bisher unerreichter Genauigkeit. Winzige Temperaturunterschiede zwischen den verschiedenen Regionen zeigen dabei, dass die Dichte im frühen Kosmos nicht ganz gleichförmig war – und aus diesen kleinen Fluktuationen entstanden alle zukünftigen Strukturen: die Sterne und Galaxien von heute."

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Seit zwei Jahren nun gelingt es den internationalen Forschern der sog. Planck-Kollaboration mit den Daten des Observatoriums das kosmologische Standardmodell unseres Universums mit immer höherer Genauigkeit zu bestätigen.

"Die detaillierte Karte der CMB-Temperaturstrukturen kann als eines der Schlüsselergebnisse der Wissenschaft des 21. Jahrhunderts betrachtet werden", kommentiert Simon D.M. White, Direktor am Max-Planck-Institut für Astrophysik und Co-Investigator von Planck. "Das Bild zeigt uns die Grenzen unseres Universums, als dieses nur ein 40.000stel seines heutigen Alters besaß."

Darüber hinaus offenbart der kosmische Mikrowellenhintergrund auch Hinweise auf unsere kosmische Geschichte, die in seiner Polarisation codiert sind: "Planck hat dieses Signal zum ersten Mal mit einer hohen Auflösung über den gesamten Himmel vermessen und diese einzigartigen Karten ermöglicht", erläutert der ESA-Planck-Projektwissenschaftler Jan Tauber.


Detailansicht eines Ausschnitts des kosmischen Mikrowellenhintergrunds mit einer Seitenlänge von fünf Grad. | Copyright: ESA and the Planck Collaboration

"Licht wird polarisiert, wenn es in einer bevorzugten Richtung schwingt", erläutert die Pressemitteilung der Forscher weiter. "Dies kann die Folge sein, wenn Lichtteilchen (Photonen) von anderen Partikeln wie Elektronen abprallen. Genau das passierte mit dem CMB im frühen Universum. Plancks Polarisationsdaten bieten einen unabhängigen Weg, die kosmologischen Parameter zu messen und bestätigen damit die Details des sogenannten Standardmodells, wie es aus den CMB-Temperaturschwankungen bestimmt worden war.

Auf seinem Weg durch Raum und Zeit wurde das CMB-Licht aber auch durch die ersten Sterne beeinflusst - und die Polarisationsdaten deuten nun an, dass diese ersten Sterne etwa 550 Millionen Jahre nach dem Urknall zu leuchten anfingen. Damit begannen sie durch ihre Strahlung, das kosmische Gas allmählich zu reionisieren und leiteten das Ende des Dunklen Zeitalters ein. Dank Planck wissen wir also nun, dass dies mehr als 100 Millionen Jahre später geschah, als bisher angenommen."

Mit diesem Ergebnis ist es den Wissenschaftlern nun auch gelungen, ein bislang astronomisches Rätsel zu lösen: Während bisherige Studien der CMB-Polarisation eine frühere Geburt der ersten Sterne nahelegten, zeigten Bilder des Himmels ein anderes Bild und legten nahe, dass die frühesten bekannten Galaxien im Universum erst etwa 300 bis 400 Millionen Jahre nach dem Urknall auftauchten. "Damit würden sie aber nicht ausreichen, um das Dunkle Zeitalter schon nach den bisher angenommenen 450 Millionen Jahren zu beenden; denn dazu muss das gesamte Gas im Weltall reionisiert werden, was deutlich länger als 50 Millionen Jahre dauert."

Mit den heute veröffentlichten Daten untersuchen die Wissenschaftler auch die Polarisation der Vordergrundemission durch Gas und Staub in der Milchstraße, um die Struktur des galaktischen Magnetfeldes zu analysieren. "Mit seinen neun Frequenzkanälen ist Planck bestens dafür geeignet, um das kosmologische Signal und die Vordergrundstrahlung zu entwirren", sagt Torsten Enßlin, Leiter der technischen Planck-Gruppe am Max-Planck-Institut für Astrophysik.


Magnetische Milchstraße: Diese Karte verdeutlicht das Zusammenspiel von interstellarem Staub in der Galaxis und der Struktur des galaktischen Magnetfelds. Planck detektierte nicht nur das älteste Licht des Universums - den kosmischen Mikrowellenhintergrund -, sondern auch erhebliche Vordergrundstrahlung von diffusem Material in der Milchstraße. | Copyright: ESA and the Planck Collaboration

"Allerdings müssen wir bei der Analyse der Daten sehr vorsichtig sein. Das polarisierte Licht des Staubes zeichnet die Magnetfeldlinien mit einer fantastischen Detailtreue nach und ermöglicht bisher ungeahnte Einblicke in Wetterphänomene innerhalb unserer Galaxie".

Laut Enßlin zeigen die Ergebnisse, dass der Beitrag von Staub in unserer Milchstraße über den gesamten Himmel hinweg signifikant ist - damit werden alle früheren Hoffnungen zunichtegemacht, dass einige Bereiche sauber genug sein könnten, um einen direkten Blick auf das frühe Universum zu erhaschen. Mit anderen Worten: Wir blicken immer durch einen "Schleier", den man mit aufwendigen Methoden der Datenverarbeitung gleichsam wegrechnen muss.

Nach diesem Prozess liefern die Daten allerdings wichtige neue Einblicke in den "Babykosmos" und seine Bestandteile, einschließlich der faszinierenden dunklen Materie und der schwer fassbaren Neutrinos. "Selbst die noch frühere Geschichte des Kosmos lässt sich so eruieren, bis zurück zur Phase der Inflation – einer kurzen Zeit der beschleunigten Expansion, als das Universum gerade erst einen winzigen Bruchteil einer Sekunde alt war."

Als ultimative Signatur dieser Epoche suchen die Astronomen nach Hinweisen auf Gravitationswellen, die durch die Inflation ausgelöst wurden und später die Polarisation des CMB prägten. Frühere Berichte über einen direkten Nachweis dieses Signals, wie sie die Daten des Teleskops "Bicep 2" vermuten ließen (...wir berichteten), mussten angesichts der Planckkarten des polarisierten Lichtes jedoch revidiert werden. "Kombiniert man die neuesten Daten des Satelliten mit Ergebnissen von anderen Experimenten, so lassen sich die Grenzwerte für diese primordialen Gravitationswellen noch genauer bestimmen. Die neuen Obergrenzen sind bereits in der Lage, einige Inflationsmodelle auszuschließen."

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Wissenschaftler bremsen Lichtgeschwindigkeit auch im freien Vakuum

Wettrennen der Laserstrahlen (Illu.). | Copyright: gla.ac.uk

Glasgow (Schottland) - Während schon seit längerer Zeit bekannt, dass die Lichtgeschwindigkeit durch Wasser oder Glas leicht abgebremst werden kann, galt es bislang als unmöglich, Photonen abzubremsen, die sich durch den freien Vakuumraum bewegen. Schottische Wissenschaftler berichten nun jedoch, dass ihnen die Beeinflussung der Naturkonstante Lichtgeschwindigkeit dennoch gelungen ist – und dies durch einen allgemein bekannten optischen Effekt.

Wie die Forscher um Daniel Giovaninni und Jaqueline Romero von der University of Glasgow und Kollegen um Daniele Faccio von der Heriot-Watt University aktuell im Fachjournal "Science Express" (DOI: 10.1126/science.aaa3035) berichten, ist es ihnen alleinig mit einer konischen Linse, die die Struktur eines Laserstrahls selbst veränderte, erstmals gelungen, die Geschwindigkeit des Lichts abzubremnsen.

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Normalerweise schwingen die Wellen des Laserlichts gemeinsam und parallel zueinander und bilden dabei einen sogenannten Gauß-Strahl, dessen Intensität von innen nach außen abnimmt. Mit der Linse veränderten die Wissenschaftler nun genau diese Struktur des Laserstrahls zur Form eines sogenannten Bessel-Strahls, in dem der Strahl sich nun sozusagen selbst durchkreuzt.

Im Wettrennen des neustrukturierten Lichtstrahls mit einem gewöhnlichen Laser stellten die Forscher dann fest, dass jene Photonen, deren Strahl durch die konische Linse zu einem Bessel-Strahl verändert wurde, 20 Wellenlängen später auf der einen Meter entfernten Messstation eintraf als das unveränderte Kontrollphoton des normalen Laserstrahls. Immerhin bedeutet dies eine Verzögerung von mehreren Mikrometern auf der gemessenen Vakuum-Strecke.

"Unser Experiment zeigt, dass die Ausbreitung des Lichts von 299.792.458 Metern pro Sekunden auch im Vakuum abgebremst werden kann", stellt Studie fest.

Als Schlussfolgerung ihrer Beobachtungen konstatieren die Forscher, dass die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit nur für Strahlen mit normaler, ebener - nicht aber für Strahlen mit veränderter Querschnittsstruktur gilt. Zudem vermuten die Wissenschaftler, dass möglicherweise auch auf alle anderen Wellen-Theorien - etwa zur Ausbreitung von Schallwellen im normalen Raum - angewendet werden können.

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Studie zeigt: Schon Atome können gleichzeitig an verschiedenen Orten sein

Grafische Verdeutlichung des neuen Verfahrens zur Bestimmung der Atomposition: Mal angenommen, vor Ihnen stehen zwei Kisten (a). Sie wissen, dass sich in einer der Kisten eine Katze befindet. In welcher, wissen Sie nicht. Sie heben also versuchsweise den Deckel der rechten Kiste an (b): die Kiste ist leer. Sie wissen nun, dass sich die Katze in der linken Kiste befinden muss - und zwar ohne dass Sie dort nachsehen mussten. Anderenfalls - falls Sie also per Zufall den Deckel mit der Katze angehoben und damit das Tier gestört haben (c) - wird die Messung einfach verworfen. In einer makrorealistischen Welt (also in der für uns direkt erfahrbaren Welt der "großen Dinge") wäre dieses Messverfahren absolut störungsfrei; es hätte keinen Einfluss auf den Ausgang des Experiments. In der Quantenwelt würde aber schon ein Negativnachweis wie in Abbildung (b) den Überlagerungszustand zerstören und die Ergebnisse des Experiments ändern. Genau diesen Effekt beobachteten die Wissenschaftler. Die makrorealistische Theorie kann also – zumindest bei kleinen Objekten wie Caesium-Atomen - nicht zutreffen. | Copyright: Andrea Alberti / www.warrenphotographic.co.uk

Bonn (Deutschland) - Beim Elfmeterschuss geht der Ball entweder ins Tor oder ins Aus. Doch stimmt das überhaupt? Zweifel an der uneingeschrönkten Allgemeingültigkeit dieser vermeintliches Regel lassen nun Experimente von Bonner Physikern aufkommen. Tatsächlich besagt die Theorie der Quantenmechanik, dass sich etwa sehr kleine Objekte, beispielsweise Caesiumatome zur gleichen Zeit auf verschiedenen Bahnen bewegen und damit an verschiedenen Orten zugleich sein können. In nächsten Versuchen wollen die Forscher nun testen, ob dies auch für größere Objekte gelten könnte.

"Vor mehr als 100 Jahren begründeten die Physiker Werner Heisenberg, Max Born und Erwin Schrödinger ein neues Gebiet der Physik: die Quantenmechanik", erläutert die Pressemitteilung der Universität Bonn einführend. "Jedes Objekt der Quantenwelt bewegt sich – so die Theorie – nicht auf einer fest definierten Bahn. Stattdessen folgt es allen möglichen Bahnen; es befindet sich also zugleich an verschiedenen Orten. Physiker sprechen von einer Überlagerung unterschiedlicher Pfade.

Auf atomarer Ebene scheinen sich die Dinge tatsächlich nach den Gesetzten der Quantenmechanik zu verhalten. Das zeigen inzwischen zahlreiche physikalische Experimente. Im Alltag machen wir dagegen ganz andere Erfahrungen: Der Fußball bewegt sich auf einer exakten Flugbahn; er landet nie gleichzeitig im Tor und im Aus."

Wenn die Dinge aber im Kleinen ganz anders sind, warum verhalten sie sich im großen so, wie unsere Erfahrung uns dies immer wieder zeigt, wenn der Ball eben doch entweder ins Tor oder ins Aus geht?

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"Es gibt dafür zwei unterschiedliche Erklärungsansätze", erläutert Dr. Andrea Alberti vom Institut für Angewandte Physik der Universität Bonn. "Nach der Standardquantenmechanik sind Überlagerungszustände von beliebig großen Gegenständen prinzipiell möglich. Jedoch sind diese Zustände sehr fragil: Jeder Versuch, den Ort eines Quantenobjekts zu bestimmen, zerstört die Überlagerung. Anders gesagt: Allein dadurch, dass wir den Ball mit den Augen verfolgen, sorgen wir dafür, dass er sich für eine Flugbahn 'entscheidet'."

Es könnte aber auch sein, dass Fußbälle generell anderen physikalischen Regeln gehorchen als etwa einzelne Atome. "Wir sprechen auch von einer makrorealistischen Weltanschauung", erklärt Alberti. "Wenn diese These zutrifft, bewegt sich ein Ball - anders als etwa ein Atom - stets auf einer definierten Bahn, unabhängig davon, ob wir ihn beobachten oder nicht."

Gelten nun also für "große" Dinge wirklich andere Gesetze als für kleine? Gemeinsam mit Dr. Clive Emary von der Hull University haben die Bonner Quantenforscher aktuell im Fachjournal "Physical Review X" (DOI: 10.1103/PhysRevX.5.011003) einen Ansatz vorgestellt, mit der sich diese Frage möglicherweise entscheiden lässt. "Wir haben dazu eine Methode entwickelt, mit der man die makrorealistische Theorie widerlegen kann", erklärt Alberti.

Hierzu ergriffen die Forscher ein einzelnes Caesium-Atom mit zwei "Lichtpinzetten" und zogen es damit in entgegengesetzte Richtungen. In einer makrorealistischen Welt hätte sich das Atom danach an einem einzigen definierten Ort befunden. In der Quantenwelt hätte es dagegen einen Überlagerungszustand aus zwei verschiedenen örtlichen Positionen eingenommen.

"Wir haben eine indirekte Messmethode entwickelt, mit der wir die Position des Atoms so sanft wie möglich messen konnten", sagt der Doktorand Carsten Robens. Selbst diese indirekte Messung (s. Abbildung) veränderte signifikant den Ausgang des Experiments. Diese Beobachtung stimmt sehr gut mit der Existenz von Überlagerungszuständen überein, die durch die Messung zerstört wurden. Die Forscher konnten damit ausschließen, dass Caesiumatome der makrorealistischen Theorie folgen. Stattdessen befinden sie sich wohl tatsächlich an verschiedenen Orten gleichzeitig.

"Das ist natürlich noch kein Beweis, dass das auch für größere Objekte gilt", betont Alberti abschließend. In nächsten versuchen wollen die Wissenschaftler nun aber, das Caesium-Atom über mehrere Millimeter auseinanderzuziehen. "Sollten unter diesen Bedingungen immer noch Überlagerungszustände existieren, wäre das für die makrorealistische Theorie ein großer Rückschlag."

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Vimanas: Wissenschafts-Konferenz diskutiert Flugzeuge und Raumschiffe im alten Indien - Skeptiker empört

Historisches Relief mit Vimana-Darstellung. | Copyright: gemeinfrei

Mumbai (Indien) - Der derzeit noch bis zum 7. Januar stattfindende 102. Indian Science Congress (ISC 2015) gehört nicht nur landesweit sondern auch international zu den großen naturwissenschaftlichen Kongressen. In diesem Jahr sorgte jedoch ein Vortrag über die in den altindischen Veden zahlreich beschriebenen Vimanas schon vorab für hitzige Kontroversen. Glaubt man den vedischen Mythen, so dienten die Vimanas den altindischen Göttern und Helden nicht nur als Flugzeuge sondern auch als Raumschiffe. Teilnehmende Skeptiker versuchten vorab mittels einer Petition sogar die Veranstaltung aus dem Programm des Kongresses zu verbannen.

Während Kritiker die die Vimana-Schilderungen als pure Fantasie abtun und auf Untersuchungen verweisen, wonach die beschriebenen Vehikel nach bekanntem Stand der Technik und Wissenschaft überhaupt nicht flug- geschweige denn raumfahrttauglich wären, halten andere die alten Beschreibungen für Fakten- und Tatsachenberichte über eine einst den indischen Göttern eigene Hochtechnologie. Letzterer Ansatz ist es denn auch, der im Vortrag mit dem Titel "Ancient Indian Aviation Technology" (Antike Indische Flugtechnologie) erläutert und diskutiert werden soll.

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Wie der "Mumbai Mirror" berichtet, erklärte Vortragsredner, Captain Anand J Bodas, dass Vimanas nicht nur in der Lage waren innerhalb der Erdatmosphäre auf unkonventionelle zu fliegen, sondern auch das Sonnensystem zu durchqueren.

Der Vortrag selbst ist Teil des Symposiums mit dem Titel "Ancient Sciences Through Sanskrit" (Antike Wissenschaften im Sanskrit), in dem auch Themen wie "Die Neurowissenschaft des Yoga" und "Wissenschaftliche Prinzipien in der antiken Indischen Architektur und im Bauingenieurwesen" diskutiert wurden.

Ein Vortrag über die vermeintliche Realität von Flug- und Raumfahrttechnologie im alten Indien innerhalb eines des angesehensten naturwissenschaftlichen Kongresses des Subkontinents ruft jedoch erwartungsgemäß auch Kritiker, Skeptiker und Gegner auf den Plan.

Dr. Ram Prasad Gandhiraman | Quelle: rediff.com

Federführend im Kampf gegen "derartig pseudowissenschaftliche Inhalte inmitten seriöser Wissenschaft" ist der aus Indien stammende Wissenschaftler Dr. Ram Prasad Gandhiraman vom Ames Research Center der NASA. Wie er gegenüber "Rediff.com" berichtet, hat er zuvor weltweit mehr als 576 Unterschriften namhafter Wissenschaftler für seine Online-Petition gegen die Veranstaltung zusammengetragen. Durch die Veranstaltung sieht der Wissenschaftler die "Integrität des wissenschaftlichen Prozesses" des gesamten Kongresses und der indischen Wissenschaft in Gefahr.

Eine derartig namhafte wissenschaftliche Konferenz solle, so Gandhiraman, pseudo-wissenschaftlichen Themen und Vorträgen keine Plattform bieten: "Wir als naturwissenschaftliche Gemeinschaft sollten ernsthaft besorgt über die Infiltration von Pseudowissenschaften in wissenschaftliche Inhalte sein, besonders, wenn diese von einflussreichen politischen Parteien unterstützt wird. Der Umstand, dass pseudowissenschaftlichen Vorträgen auf diese Art eine wissenschaftliche Plattform gegeben wird, ist noch schlimmer als der systematischen Angriff politisch einflussreicher pseudo-wissenschaftlicher Propagandisten in Indien in jüngster Vergangenheit (Anm.d.GreWi-Redaktion: Der amtierende indische Premierminister Narendra Modi hatte im vergangenen Sommer unter Verweis auf tierköpfige indische Götter wie den elefantenköpfigen Ganesha behauptet, plastische Chirurgie und moderne Genetik sei schon im alten Indien bekannt gewesen. Modi wird einer der Ehrenredner des Kongresses sein). Wenn wir Wissenschaftler weiterhin derartigen Vorgängen passiv gegenüberstehen, verraten wir nicht nur die Wissenschaft als solches, sondern auch unserer Kinder."

Zum Thema

Andere indische Wissenschaftler sehen die Angelegenheit deutlich gelassener. Grundsätzlich stelle eine Präsentation und Diskussion über die flugtechnologischen Errungenschaften im alten Indien keine Bedrohung des wissenschaftlichen Prozesses dar, stellt beispielsweise Prof. Deshpade vom Indian Institute of Science gegenüber dem "Mumbai Mirror" fest. "Allerdings müsse darauf geachtet werden, dass dies auf wissenschaftlicher Grundlage geschieht." Deshpade ist selbst einer von fünf Autoren einer früheren Studie über Flugtechnologie im Sanskrit und unterstreicht zugleich: "Als wir die Beschreibungen von Fluggeräten in den Sanskrit-Texten untersuchten, taten wir dies aus intellektueller Neugierde heraus und nicht, um derartige Schilderungen als Pseudo-Wissenschaft abzutun." In ihrer Studie bezogen sich die indischen Wissenschaftler hauptsächlich auf das auch von Bodas zitierte sogenannte Vaimanika Shastra und damit einem Teil der Bhardwaj-Sage des Maharishi Bharadwaj, in der gezielt auf die Eigenschaften von Vimanas eingegangen wird. In ihrer Studie kamen die Forscher allerdings zu dem Schluss, dass es keine Hinweise dafür gibt, dass gerade dieser Text schon vor 1904 existiert habe und die darin beschriebenen Fluggeräte lediglich "schlechte Erfindungen und aus flugtechnologischer Sicht unvorstellbar nutzlos sind."

Anand J Bodas. | Quelle: delhidailynews.com

Dieser Deutung widerspricht der Hauptredner des Vimana-Vortrags, Anand J Bodas, vehement. Das Werk des Maharishi Bharadwaj sei mehr als 7.000 Jahre alt und beschreibe "die Existenz von Flugzeugen, die sowohl von Land zu Land, von Kontinent zu Kontinent als auch von einem zu anderen Planeten reisen können", so der Forscher gegenüber "DelhiDailyNews.com"

Der Koordinator des Symposiums, Professor Gauri Mahulikar, der der Sanskrit-Fakultät an der Universität Mumbai vorsteht, verteidigt die Veranstaltung und ihre Inhalte auf Anfrage der Zeitung: "Es ist das erste Mal, dass wir auf dem Indian Science Congress ein Symposium über wissenschaftlich-technologische Aspekte in der Sanskrit-Literatur abhalten. Hätten wir lediglich Sanskrit-Professoren gebeten, Vorträge über Hinweise auf Luftfahrt-Technologie in der Sanskrit-Literatur - darin beinhaltete Informationen über die Konstruktion dieser Flugzeuge, die von den Piloten getragenen Uniformen befolgten Ernährungsrichtlinien und die sieben Arten von verwendeten Treibstoffe - zu halten, so hätten die meisten Menschen dies als Unsinn abgetan. Captain Bodas ist aber selbst ein Pilot und sei Mitredner, Ameya Jadhav, verfügt neben einem Master in Sanskrit einen Mastertitel in Technologie."

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Grenzwissenschaft-Aktuell gewinnt Wahl zum "Blog-Teufelchen Wissenschaftskritik 2014"

Das Signet des "Blog-Teufelchens 2014". | Copyright: wissenschaftkommuniziert.wordpress.com

München (Deutschland) - Zum nunmehr vierten Mal hat der Blog "Wissenschaft kommuniziert" des Wissenschaftsjournalisten Reiner Korbmann die Auszeichnung für den "Wissenschafts-Blog des Jahres" vergeben - in diesem Jahr erstmals auch in der Sonderkategorie "Wissenschaftskritik", in der Blogs nominiert wurden, die nicht unbedingt dem wissenschaftlichen Mainstream zuzuordnen sind. Wir freuen uns sehr heute berichten zu können, dass "Grenzwissenschaft-Aktuell" (GreWi) diese Publikumswahl zum "populärsten Blog der Wissenschaftskritik" gewonnen hat. Allen, die für uns gestimmt haben an dieser Stelle ein großes Dankeschön!

Während "GreWi" (ohne das Wissen der Redaktion...) im vergangenen Jahr noch gemeinsam mit anderen Wissenschafts-Blogs in einer Kategorie ins Rennen ging, führte scharfe Kritik von Teilen eben jener anderen Blogs an der Aufnahme von Blogs wie dem unsrigen (Einige ehemalige Preisträger hatten aus diesem Grund sogar ihre Auszeichnung zurückgegeben) zur Einführung der neuen Kategorie.

Wissenschaftsjournalist Reiner Korbmann. | Copyright/Quelle: R.Korbmann, wissenschaftkommuniziert.wordpress.com

"Nach der letzten Wahl gab es heftige Diskussionen: Was ist ein Wissenschafts-Blog?", berichtet Reiner Korbmann. "Ich habe meine Position klar gemacht. Leitmotiv ist für mich die Definition von Wissenschaft des australischen Kollegen John Harland: 'Science describes a mode of looking, not a direction' (Wissenschaft ist nicht die Richtung, in die wir schauen, sondern die Art und Weise wie wir die Dinge betrachten).

"Nun geht es aber in diesem Blog um Wissenschaftskommunikation. Und die Wissenschaftskommunikation hat sich auch um Dinge zu kümmern, die sich Wissenschaft nennen, mit Wissenschaft beschäftigen, damit sich auseinandersetzen oder träumen – selbst wenn dies nicht in diese Definition passt. Ich nenne dies 'Wissenschaftskritik'. Daher gibt es dieses Jahr parallel eine zweite Wahl: die populärsten, besten, interessantesten Blogs der 'Wissenschaftskritik', also Blogs, die als Thema die kritische Auseinandersetzung mit dem Wissenschaftssystem gewählt haben, die sich nicht um Schulwissenschaft drehen, die sich ideologisch oder sachlich mit dem auseinandersetzen, was wir normalerweise als Wissenschaft bezeichnen, oder aber, die sich aus Sicht der Wissenschaft wiederum mit dieser Kritik befassen."

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GreWi-Herausgeber Andreas Müller. | Copyright/Quelle: A.Müller, grenzwissenschaft-aktuell.de

"Obwohl ich natürlich auch einen direkten Vergleich mit Blogs des wissenschaftlichen Mainstreams sehr spannend gefunden hätte, freue und ehr mich natürlich auch - und gerade - über die Auszeichnung mit dem 'Kritik-Teufelchen' im Sinne der Definition von Herrn Korbmann bzw. Harlands", kommentiert GreWi-Herausgeber Andreas Müller die Auszeichnung seines Nachrichtenblogs zu Anomalistik, Grenz- und Parawissenschaft.

"Zum einen war und ist es ja eine Publikumswahl, also eine Auszeichnung der GreWi-Leser, von deren Abstimmung das Ergebnis abhing. Zum anderen ist es für mich aber auch eine Frage der Wahrnehmung der Arbeit von 'grenzwisseschaft-aktuell.de' und ein inspirierender Start ins neue Nachrichtenjahr 2015. Ein großes Dankeschön also nochmals an meine Leser und auch an 'Wissenschaft kommuniziert' für den sachlichen und fairen Umgang mit dem, was hier als 'Wissenschaftskritik' bezeichnet wird.

- Das vollständige Ergebnis der Wahl zum "Wissenschafts-Blog 2014" mit weiteren Informationen und Erläuterungen finden Sie HIER

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Eis XVI: Neue kristalline Form von Wasser entdeckt

Ausschnitt aus der Kristallstruktur von Eis XVI. | Copyright: Universität Göttingen

Göttingen (Deutschland) - Deutschen und Schweizer Wissenschaftlern ist es gelungen, die bislang siebzehnte kristalline Form von Wasser herzustellen. Diese kristallisiert in einer Anordnung, die bisher nur in einer mit Gas gefüllten Form bekannt war. Mit der Entdeckung wird zum ersten Mal der Einfluss der Wechselwirkungen zwischen Wasser- und Gasmolekülen im Experiment unmittelbar quantifizierbar.

Wie die Forscher um Prof. Dr. Werner Kuhs, Leiter der Abteilung Kristallographie der Universität Göttingen, aktuell im Fachjournal "Nature" (DOI: 10.1038/nature14014) berichten, stellten sie das sogenannte "Eis XVI" her, indem sie die Ne-Clathrat – also eine Verbindung von Neon und Wasser - auspumpten. Die dabei resultierende Kristallstruktur lässt sich somit als "leeres Clathrat" beschreiben. Nach dem Auspumpen der Gasmoleküle dehnt sich das Kristallgitter aus, da die anziehenden Wechselwirkungen von Gas und Wasser wegfallen. "Diese Expansion ist größer als erwartet", erklärt Prof. Dr. Kuh. "Bisherige vereinfachte Annahmen beim Berechnen der physiko-chemischen Eigenschaften von Clathraten müssen deshalb nun revidiert werden."

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Clathrate, auch Gashydrate genannt, spielen eine bedeutende Rolle im Kohlenstoffkreislauf der Erde, erläutert die Pressemitteilung der Göttinger Universität und führt weiter aus. "Methan-Clathrat ist in Permafrost- und Meeresböden in riesigen Mengen vorhanden, die die bekannten Vorräte an Erdgas und Erdöl bei weitem übertreffen. Clathrate spielen auch eine große Rolle beim Transport von Gas und Öl in Pipelines: Als feste Produkte können sie unter den dort herrschenden Druck- und Temperaturbedingungen Pfropfen bilden, deren Verhinderung die Industrie jedes Jahr mehrere hundert Millionen Euro kostet. Eine genaue Vorhersage solcher Blockaden ist für den Betrieb einer Pipeline unerlässlich."

"Die Quantifizierung der Gas-Wasser-Wechselwirkung über das Eis XVI erlaubt in Zukunft verbesserte Vorhersagen über die Stabilität und Zusammensetzung von Clathraten", so Prof. Kuhs. "Das ist von großer Bedeutung sowohl für Geowissenschaftler als auch für Chemie-Ingenieure." Darüber hinaus spiele die Quantifizierung der Wechselwirkungen von hydrophoben Molekülen wie Methan mit Wasser eine große Rolle in vielen biochemischen Prozessen.

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