Metall Knobelei Lösung


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On 24.03.2020
Last modified:24.03.2020

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Der IPCC nimmt dabei eine Musterrolle ein: Kein anderes Gremium in der internationalen Politik, das wissenschaftliche Expertise und politische Entscheidungsträger zusammenfasst, kann eine so erfolgreiche Geschichte aufweisen wie der Sachverständigenrat.

Weniger einig ist 29 44 13 72 Anzahl der Ereignisse Jahrzehntdurchschnitt man sich freilich beim in Japan gezeichneten Kioto-Protokoll Kasten auf S.

Globales menschliches Handeln hat in diesen ersten Jahrzehnten des dritten Jahrtausends erstmals spürbare Folgen für die Erde als Ganzes.

Und das sollte sie aus wohlverstandenem Eigeninteresse tunlichst vermeiden. Harald Kohl und Helmut Kühr haben beide in Physik promoviert.

Kohl ist Referent im Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit in Berlin. Kühr forschte zwischen und an mehreren Max-Planck-Instituten sowie in den USA.

Er leitet die deutsche IPCCKoordinierungsstelle beim Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrum in Bonn. Anthropogener Klimawandel.

Von Ulrich Cubasch und Dieter Kasang. Klett-Perthes, Gotha Weblinks zu diesem Thema finden Sie bei www. Nur eine langfristige Reduktion dieser Emissionen kann die Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre sta- 70 13 IPCC Wie geht man nun um mit der Klimakrankheit unseres Planeten?

Wie können wir die schlimmsten Folgen des Klimawandels mildern? Lassen sich die Ursachen der globalen Veränderungen überhaupt bekämpfen?

Eine Antwort muss sein: Wir brauchen eine globale, eine planetare Politik. Dort, wo sich Temperatur und Niederschlagszonen ändern, müssten sich Besiedlung und Landwirtschaft darauf einstellen.

In Gegenden, in denen Dürren, Flutkatastrophen und Stürme zunehmen, muss die Infrastruktur für eine möglichst weit gehende Minimierung der Schäden sorgen.

Doch durchgreifend wäre solches Handeln nicht. Es würde letztlich nur die Symptome der Erkrankung bekämpfen. Von Bernhard Gerl E in gut ausgebautes Netz von Funksendern und Antennen auf den Dächern versorgte bis deutsche Haushalte mit Fernsehprogrammen.

Doch als Privatsender auf den Markt drängten, kamen neue Techniken auf. Denn erstens standen kaum mehr freie Funkkanäle zur Verfügung, zweitens wäre es zu aufwändig gewesen, ein weiteres flächendeckendes Netz von Sendeanlagen aufzubauen.

Heute versorgt die Satellitentechnik rund 40 Prozent der insgesamt 36,2 Millionen TV-Haushalte in Deutschland, das Kupferkabel etwa 55 Prozent. Dieser verteilt die Signale auf typischerweise 16 bis 72 Kanäle, über die er Informationen per Richtantennen zur Erde funkt.

Bei der herkömmlichen Funkübertragung von Sendemast zu Sendemast geschieht das zwar auch, doch insgesamt mit höherer Frequenz. Deshalb lassen sich die Daten dichter packen.

Für die Fernsehübertragung steht der Bereich von 10,7 bis 12,75 Gigahertz zur Verfügung, während es auf der Erde bis Megahertz sind.

Jeder einzelne Kanal der Satellitenübertragung benötigt eine Bandbreite zwischen 27 und 75 Megahertz — um diesen Wert schwankt die Trägerfrequenz hin und her — und kann bis zu Millionen Informationseinheiten pro Sekunde übertragen.

Ein Fernsehsatellit kreist in 24 Stunden geostationär in 35 Kilometer Höhe einmal um die Erde. Vom Erdboden aus scheint er deshalb an einem Punkt fixiert, sodass ein Nachführen der Satellitenschüssel entfällt.

Anhand des Längengrads, über dem der Satellit senkrecht steht, wird die Antenne ausgerichtet. Die bekannten Schüsseln sind Reflektoren, die eingehende Signale auf die in ihrem Brennpunkt stehende, eigentliche Antenne bündeln.

Noch in der Antenne filtert ein so genannter Low-NoiseConverter LNC Rauschen aus dem Nutzsignal und setzt das Ergebnis auf eine niedrigere Trägerfrequenz, die in den nachfolgenden elektrischen Leitungen im Haus weniger stark gedämpft wird.

Als letztes Element der Übertragungskette kon- Die Satellitenbetreiber r Astra bezeichnet die Satelliten der privaten luxemburgischen Gesellschaft SES.

Sieben AstraSatelliten übertragen auf mehr als hundert Kanälen sowohl analoge als auch digitale Fernseh- und Radioprogramme, die Sendeleistung reicht von etwa 60 bis 80 Watt.

Die Satelliten können 12 Ferngespräche oder 10 Hörfunk- und Fernsehprogramme übertragen. Wegen der enormen Sendeleistung von Watt ist der Empfang von Eutelsat mit Satellitenschüsseln unter 60 Zentimeter Durchmesser in ganz Europa möglich.

Heute hat das Konsortium Mitgliedsstaaten. Die für den deutschsprachigen Raum relevanten Satelliten senden nur mit einer Leistung von 32 Watt.

Das reicht nicht für den privaten Empfang, die Signale werden aber in das Kabelnetz eingespeist. Satellitenstrecken übertragen analoge wie digitale Fernsehprogramme; tatsächlich wuchs der Markt im vergangenen Jahr hauptsächlich im digitalen Bereich.

Diese Technik ermöglicht auch schnelle Internetverbindungen oder interaktives Fernsehen. Bislang ist es aber nur möglich, via Satellit Daten zu empfangen.

Damit Privathaushalte auch Signale an Satelliten verschicken können, benötigen sie entsprechende Sender, die derzeit noch nicht kommerziell verfügbar sind.

Der Physiker Bernhard Gerl arbeitet als Fachautor in Regensburg. Der künstliche Trabant verteilt die Daten auf einzelne Frequenzkanäle und sendet sie in Richtung Erde zurück.

Die Daten werden gefiltert, umgewandelt und über einen Receiver in das Fernsehgerät gespeist. Stehen die Schwingungsebenen der Signale aber senkrecht zueinander, lassen sie sich gut voneinander unterscheiden.

Dank solcher Polarisierung kann jedes Frequenzband zweimal belegt werden. Die Informationen sind nach dem MPEGStandard Moving Pictures Expert Group komprimiert.

Dabei werden zum Beispiel nur Ver nderungen eines Fernsehbilds zum vorangegangenen ber cksichtigt. Das reduziert die zu sendende Datenmenge auf bis zu ein Sechzigstel.

Ein einzelner Satellit vermag bis zu digitale Fernseh- oder ber digitale Radioprogramme in einer der analogen vergleichbaren Qualit t zu bertragen.

Denn nach etwa 10 bis 15 Jahren ist der Treibstoff verbraucht, den die Raumfahrzeuge brauchen, um ihre Bahn zu stabilisieren. Solarzellen liefern in dieser Zeit die Energie f r Elektronik und Sendeantennen.

Zudem speisen sie die Akkus, die den Strom liefern, solange sich der Satellit im Schatten der Erde aufh lt. Damals ging eine lange Phase gebremster Ausdehnung in die gegenwärtige Epoche beschleunigter Expansion über.

Von Adam G. Riess und Michael S. Turner S pätestens seit Isaac Newton im Jahrhundert sein Gravitationsgesetz formulierte, galt die Schwerkraft als Urbild einer rein anziehenden Kraft.

Sie drückt uns auf den Boden, verlangsamt den Aufstieg jedes Wurfgegenstands und sorgt dafür, dass der Mond auf seiner Bahn um die Erde bleibt. Die Gravitation hält nicht nur unser Sonnensystem zusammen, sondern bindet auch ganze Galaxien und riesige Galaxienhaufen.

Beim sorgfältigen Beobachten weit entfernter Supernovae — Sternexplosionen, die für kurze Zeit so hell strahlen wie zehn Milliarden Sonnen — stellte sich heraus, dass sie uns schwächer erscheinen als erwartet.

Die plausibelste Erklärung für diese Diskrepanz ist: Das Licht der vor Jahrmilliarden explodierten Supernovae musste einen längeren Weg zurücklegen, als die Theoretiker vorausgesagt hatten.

Daraus wiederum folgt, dass die Expansion des Universums sich in Wirklichkeit nicht verlangsamt, sondern beschleunigt. Doch in den letzten Jahren haben die Astronomen mit dem Vermessen immer fernerer Supernovae die Existenz der kosmischen Beschleunigung zweifelsfrei bestätigt.

Die Antwort hat tief greifende Konsequenzen. Falls sich herausstellt, dass die Expansion seit jeher beschleunigt ablief, muss die Geschichte des Kosmos komplett umgeschrieben werden.

Dazu müsste man wissen, wann und wie die Phase beschleunigter Expansion begann. Vor fast 75 Jahren entdeckte der Astronom Edwin Hubble die Expansion des Universums, als er beobachtete, dass sich die Galaxien von uns entfernen — und zwar umso schneller, je weiter entfernt sie sind.

Das nach Hubble benannte Gesetz besagt: Die relative Geschwindigkeit ist gleich Entfernung mal Hubble-Konstante. In der Sprache von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie ist das Hubble-Gesetz einfach eine Folge der gleichförmigen Expansion des Raumes Bild S.

Die Entdeckung der beschleunigten Expansion weist auf eine solche Energieform hin — die so genannte Dunkle Energie. Dabei kommt es auf die Dichte der beiden an.

Die Dichte der Materie nimmt im Lauf der kosmischen Expansion ab, weil das Volumen des Raumes zunimmt. Gegenwärtig ist diese Dichte höher als die der Materie, aber in ferner Vergangenheit dürfte die Materiedichte dominant gewesen sein und die kosmische Expansion gebremst haben siehe Kasten S.

Andernfalls wäre die Existenz der gegenwärtigen kosmischen Strukturen nicht zu erklären. Wäre die kosmische Expansion hingegen immer beschleunigt abgelaufen, hätte sie das Entstehen dieser Strukturen schon von vornherein verhindert.

Jagd nach Sternexplosionen Trotzdem ist es wichtig, nach direkten Belegen für eine frühere Phase verlangsamter Expansion zu suchen.

Solche Indizien würden zum einen das kosmologische Standardmodell untermauern und zum anderen Hinweise auf die tiefere Ursache für die gegenwärtige Epoche kosmischer Beschleunigung liefern.

Da Teleskope in die Vergangenheit schauen, wenn sie das Licht ferner Sterne und Galaxien sammeln, können die Astronomen damit die Expansionsgeschichte des Alls erforschen.

Diese Geschichte geht aus der Beziehung zwischen der Entfernung der Galaxien und der Geschwindigkeit ihrer Fluchtbewegung hervor.

Bei beschleunigter Expansion liegt die beobachtete Geschwindigkeit unter dem Hubble-Wert. Oder anders ausgedrückt: Eine Galaxie mit gegebener Fluchtgeschwindigkeit ist weiter entfernt als erwartet — und somit schwächer —, falls das All beschleunigt expandiert.

Eine spezielle Klasse von Supernovae namens Typ Ia erfüllt beide Bedingungen. Diese Sternexplosionen strahlen so hell, IN KÜRZE r Im Jahr zeigten Beobachtungen an fernen Supernovae, dass die Expansion des Universums sich beschleunigt.

Seither haben Astronomen diese Entdeckung weiter untermauert. Wenn die von der Explosion erzeugte Strahlung unsere Galaxis erreicht, hat sich die Wellenlänge der Strahlung verdoppelt — das Licht ist zum roten Teil des Spektrums verschoben rechts.

Falls die Expansion des Universums sich verlangsamt, ist die Supernova weniger weit entfernt und erscheint heller als erwartet; falls die Expansion sich beschleunigt, ist die Supernova weiter entfernt und leuchtet f r uns schwächer unten.

Im vergangenen Jahrzehnt haben Astronomen die absolute Helligkeit der Ia-Supernovae sorgfältig geeicht; darum lässt sich die Entfernung aus der scheinbaren Helligkeit präzise ermitteln.

Die Fluchtgeschwindigkeit einer Supernova ergibt sich aus der Rotverschiebung des Lichts, das ihre Heimatgalaxie 44 aussendet. Supernova-Jäger beobachten daher immer wieder einen Himmelsausschnitt, der Tausende von Galaxien enthält, und vergleichen die Bilder.

Ein plötzlich auftauchender Lichtpunkt könnte eine Supernova sein. Einige Wissenschaftler fragten sich allerdings, ob die Teams die Daten richtig interpretiert hatten.

Auch intergalaktischer Staub könnte das Licht ferner Supernovae trüben. Oder vielleicht waren solche vor langer Zeit entstandenen Supernovae von sich aus lichtschwächer, weil das Universum damals chemisch anders zusammengesetzt war als heute — mit einem geringeren Anteil an den schweren Elementen, die durch Kernreaktionen in Sternen entstehen.

Zum Glück gibt es einen guten Test für die konkurrierenden Hypothesen. Wenn hingegen eine kosmische Beschleunigung dahinter steckt, die erst nach einer Ära gebremster Expansion begonnen hat, müssen die aus der früheren Verlangsamungsperiode stammenden Supernovae relativ heller erscheinen.

Irdische Teleskope können solche Objekte nicht zuverlässig entdecken, aber glücklicherweise gibt es das Hubble-Weltraumteleskop.

Dieses Resultat war der erste direkte Hinweis auf die Verlangsamungsepoche. Beginn der Beschleunigung: vor fünf Milliarden Jahren Die Advanced Camera for Surveys, ein am Weltraumteleskop installiertes Instrument, machte Hubble zu einem regelrechten Supernova-Jagdgerät.

Um die erforderliche Stichprobe weit entfernter Ia-Supernovae zu sammeln, leitete Riess ein Programm, das sich die Daten der tiefen Durchmusterung eines kleinen Himmelsfeldes namens Great Observatories Origins Deep Survey zu Nutze machte.

Das Team fand sechs Supernovae, die aus einer Zeit vor mehr als sieben Milliarden Jahren stammten; damals hatte das Universum weniger als die Hälfte seiner heutigen Ausdehnung.

Die Beobachtungen bestätigten die Existenz einer früheren Periode gebremster Expansion und legten den Übergang von Verlangsamung zu Beschleunigung in eine Zeit vor fünf Milliarden Jahren siehe Kasten S.

Das passt zu den theoretischen Erwartungen und beruhigt die Kosmologen. Doch so überraschend, dass wir unser Bild vom Kosmos über Bord werfen müssten, ist sie auch wieder nicht.

Die urtümlichen Supernovae lieferten auch neue Erkenntnisse über die Dunkle Energie, den Grund der kosmischen Beschleunigung.

Doch in der Theorie Einsteins wird die Stärke der Gravitationsanziehung auch durch die Zusammensetzung des Gegenstands usst, der sie hervorruft.

Physiker charakterisieren die Zusammensetzung einer Substanz durch ihren inneren Druck. Die Schwerkraft eines Objekts ist proportional zu seiner Energiedichte plus dem Dreifachen des Drucks.

Die Dunkle Energie zeichnet sich durch ihren negativen Druck aus. Andere hypothetische Formen der Dunklen Energie haben einen Druck zwischen minus ein Drittel und minus eins mal Energiedichte.

Einige dieser Energietypen wurden herangezogen, um die kosmische In ation — eine sehr fr he Phase rapider kosmischer Beschleunigung — zu erkl ren.

Andere Typen sind Kandidaten f r die Dunkle Energie, von der die heutige Beschleunigung ihren Schwung bezieht. Weil Einstein zunächst dachte, er müsse ein statisches Modell des Universums konstruieren — die kosmische Expansion war noch nicht entdeckt —, postulierte er die kosmologische Konstante, um die Gravitationsanziehung der Materie zu kompensieren.

Woher könnte diese Energiedichte stammen? Aus dem Unbestimmtheitsprinzip der Quantenmechanik folgt, dass das Vakuum von Teilchen erfüllt ist, die quasi von geborgter Zeit und Energie leben, indem sie unentwegt auftauchen und sofort wieder verschwinden.

Doch nach Überzeugung vieler Theoretiker wird eine korrekte Berechnung mit Hilfe eines neuen Symmetrieprinzips zu dem Schluss führen, dass die Energie des Quantenvakuums schlicht null ist: Auch ein Quanten-Nichts wiegt nichts.

Meist postulieren diese Modelle eine Dunkle Energiedichte, die nicht konstant ist, sondern im Lauf der Expansion abnimmt; es gibt aber auch die Idee, dass die Dunkle Energie mit der kosmischen Expansion anwächst.

Zwar werden neue Versuche, die Vakuumenergiedichte abzuschätzen, vielleicht just den richtigen Wert ergeben, um die kosmi- Der Übergang von verlangsamter zu beschleunigter Expansion Neuere Beobachtungen weit entfernter Supernovae zeigen an, dass die Expansion des Universums sich zunächst verlangsamte und erst später begann, sich zu beschleunigen links.

Jeder Datenbalken bezeichnet Supernovae mit fast gleicher Rotverschiebung. Wenn die Astronomen diese Übergangsepoche präziser zu bestimmen vermöchten, könnten sie daraus ableiten, wie sich die Dichte der Dunklen Energie im Laufe der Zeit entwickelt hat, und vielleicht ihr geheimnisvolles Wesen ergründen rechts.

Da das zeitliche Verhalten der Dunklen Energie vom theoretischen Modell abhängt, ergibt jede eorie einen anderen Zeitpunkt für den Übergang von verlangsamter zu beschleunigter Expansion.

Wenn die Dunkle Energiedichte während der Expansion abnimmt, tritt der Übergang früher ein als bei einem Modell mit konstanter Dunkler Energiedichte.

Die neuesten Supernova-Daten passen zu eorien mit konstanter Dunkler Energiedichte — aber auch zu den meisten Modellen mit variabler eorien, Dunkler Energiedichte.

Kosmische Zukunft — Kollaps oder Hyperbeschleunigung? Um den theoretischen Spielraum einzuschränken, sammelt das Hubble-Weltraumteleskop weiter Supernova-Daten, welche die Details der Übergangsphase präzisieren könnten.

Das Weltraumteleskop bleibt zwar das einzige Mittel, die Frühgeschichte der kosmischen Expansion zu erforschen, aber mehrere bodengestützte Programme versuchen die — zeitlich wie räumlich näher liegende — Beschleunigungsphase immer präziser auszumessen und dadurch das Geheimnis der Dunklen Energie zu ergründen.

Das ehrgeizigste Projekt ist die Joint Dark Energy Mission JDEM , die das US-Energieministerium und die Nasa gemeinsam vorgeschlagen haben.

Ob JDEM allerdings im nächsten Jahrzehnt die Arbeit aufnehmen wird und ob das Hubble-Teleskop überhaupt bis dahin seine Supernova-Jagd fortsetzen kann, ist angesichts jüngster Budgeteinschränkungen ungewiss.

Das Rätsel der kosmischen Beschleunigung hängt eng mit dem künftigen Schicksal unseres Universums zusammen. Wenn die Dunkle Energiedichte hingegen abnimmt und die Materie wieder die Oberhand gewinnt, wird unser kosmischer Horizont wachsen und zusätzliche Bereiche des Universums enthüllen.

Sogar noch extremere — und tödliche — Zukunftsszenarien sind denkbar. Das Universum könnte aber auch wieder kollabieren, wenn die Dunkle Energiedichte auf einen negativen Wert fällt.

Erst wenn es uns gelingt, das geheimnisvolle Wesen der Dunklen Energie zu enträtseln, sind Prognosen über unsere kosmische Zukunft möglich. Adam G.

Riess links ist Astronom am Space Telescope Science Institute, der Wissenschaftszentrale für das Hubble-Weltraumteleskop; er lehrt Physik und Astronomie an der Johns-Hopkins-Universität.

Michael S. Turner ist Professor an der Universität Chicago und derzeit stellvertretender Direktor für Mathematik und Physik bei der National Science Foundation.

Krauss die kosmische Beschleunigung voraus und prägte den Begriff Dunkle Energie. Connecting quarks with the cosmos. Von: Committee on the Physics of the Universe, National Research Council.

National Academies Press, The extravagant universe: exploding stars, dark energy and the accelerating cosmos. Von Robert P. Princeton University Press, Weblinks zu diesem Thema finden Sie bei www.

Der Grund dafür könnte ein unaufhaltsames Versickern der Gravitation sein, weil sie aus unserer Welt teilweise in höhere Dimensionen strömt.

Von Georgi Dvali S elten hat eine Entdeckung Kosmologen und Teilchenphysiker so verwirrt. Wenn man einen Stein senkrecht nach oben wirft, bremst ihn die Erdanziehung bekanntlich ab, statt ihn beschleunigt gen Himmel zu jagen.

Genauso sollten ferne Galaxien, die seit dem Urknall durch die kosmische Expansion auseinander getrieben werden, einander anziehen und allmählich langsamer werden.

Stattdessen entfernen sie sich immer schneller voneinander. Da die physikalischen Gesetze besagen, dass Gravitation durch Materie und Energie erzeugt wird, suggerieren die Formeln als Ursache einer rätselhaften Art von Schwerkraft eine ebenso rätselhafte Materie- oder Energieform.

Das ist 48 die Begründung für die Dunkle Energie. Aber vielleicht sollten die Gesetze selbst geändert werden. Die Physiker kennen dafür einen Präzedenzfall: Im Jahre musste das von Isaac Newton im Für diese Quantengravitation haben die Physiker im Lauf der Jahre einige plausible Ansätze gefunden, vor allem die Stringtheorie.

Wirkt die Gravitation über mikroskopische Entfernungen — beispielsweise im Zentrum eines Schwarzen Lochs, wo eine riesige Masse in ein subatomares Volumen gepackt ist —, kommen die bizarren Quanteneigenschaften der Materie ins Spiel.

Die Stringtheorie beschreibt, wie sich das Gravitationsgesetz dabei ändert. Doch die kosmologischen Entdeckungen der vergangenen Jahre haben an dieser scheinbaren Selbstverständlichkeit Zweifel geweckt.

Diese Revision könnte sich auf die zusätzlichen sechs oder sieben Dimensionen berufen, welche die Stringtheorie den üblichen drei Raumdimensionen hinzufügt.

Kosmologische Folgerungen aus der Stringtheorie Früher meinten die Stringtheoretiker, die Extradimensionen seien viel zu klein, als dass wir sie wahrnehmen oder als dass Teilchen sich darin bewegen könnten.

Aber wie neuerdings gezeigt wurde, können einige oder alle neuen Dimensionen durchaus unendlich ausgedehnt sein.

Sie bleiben demnach nicht wegen ihrer Winzigkeit verborgen, sondern weil die Teilchen, aus denen unsereins besteht, in drei Dimensionen gefangen sind.

Das einzige Teilchen, das dieser Beschränkung entkommt, ist das Graviton — das Quantenteilchen, das die Schwerkraft vermittelt —, und infolgedessen ändert sich das Gravitationsgesetz.

Als Astronomen die kosmische Beschleunigung entdeckten, vermuteten sie zunächst als Ursache die so genannte kosmologische Konstante. Dies kraf hen.

Einstein eingeführte und dann wieder verworfene Konstante steht für eine dem Raum selbst innewohnende Energie. Selbst ein völlig leeres Volumen birgt demnach eine Energie, die rund 10—26 Kilogramm pro Kubikmeter entspricht.

Das Problem ist ihre unerklärliche Winzigkeit. Sie ist so klein, dass sie sich auf die kosmische Entwicklung von Anfang an kaum jemals ausgewirkt haben kann.

Um dieses Problem zu umgehen, haben einige Physiker vorgeschlagen, die Beschleunigung werde nicht durch den Raum selbst verursacht, sondern durch ein Energiefeld, das den gesamten Raum erfüllt wie feiner Nebel.

Die potenzielle Energie räumlich gleichförmiger Felder kann sehr ähnlich wirken wie eine kosmologische Konstante. Ostriker und Paul J.

Sowohl kosmologische Konstante als auch Quintessenz sind Spielarten der Dunklen Energie. Bislang fehlt für beide eine zwingende Erklärung, und deshalb denken einige Physiker ernsthaft über höherdimensionale eorien nach.

Der Reiz zusätzlicher Dimensionen besteht darin, dass sie das Verhalten der Gravitation automatisch verändern. In diesem Fall würde die Dichte der Kraftlinien mit der dritten Potenz der Entfernung abnehmen.

Die Gravitation wäre dann schwächer als in einer dreidimensionalen Welt. Angenommen, die Gravitation vermag wirklich in den zusätzlichen Raum auszuweichen — warum haben wir noch nichts davon bemerkt?

Die Stringtheorie gilt in der Regel als eine Theorie des Mikrokosmos, aber sie kann auch makroskopische Konsequenzen haben. Dieser Gravitationsschwund würde das Kontinuum der Raumzeit verbiegen und die kosmische Expansion beschleunigen.

Er könnte sogar eine winzige, aber beobachtbare Wirkung auf die Bewegung der Planeten ausüben.

Das Gravitationsgesetz ist flexibler, als man vermuten könnte. Beispielsweise hängt es von der Anzahl der Raumdimensionen ab. Darum sinkt die Stärke der Schwerkraft umgekehrt proportional zur Entfernung.

Ein Objekt in einer bestimmten Entfernung ist viel leichter, als es in zwei Dimensionen wäre. Die Grenze ist dreidimensional, darum nimmt die Gravitation umgekehrt proportional zur dritten Potenz der Entfernung ab.

Ein Objekt ist bei gleicher Entfernung wesentlich leichter als in drei Dimensionen. Man kann sich beispielsweise fragen, warum einige Dimensionen — die zusätzlichen — eng verknotet sind, während andere — die bekannten — unendlich weit reichen.

Eine Möglichkeit wäre, dass von der Stringtheorie vorhergesagte magnet- feldähnliche Kräfte die Dimensionen am Schrumpfen oder Expandieren hindern.

Eine andere Lösung tauchte auf: Vielleicht sind sämtliche Dimensionen, sogar die zusätzlichen, von unendlicher Ausdehnung. Das beobachtbare Universum ist demnach eine dreidimensionale Membran in einer höherdimensionalen Welt.

Diese Hypothese lebt in der Stringtheorie weiter. Ein winziges Wesen, das sich in dieser Dimension bewegt, kehrt unweigerlich zum Ausgangspunkt zur ck.

Stellen wir uns unser dreidimensionales Universum der Einfachheit halber als ein flaches Gitter vor. Durch jeden einzelnen Gitterpunkt l uft eine Linie, die eine zus tzliche Dimension symbolisiert.

Nach der Quantenfeldtheorie wird die Gravitation durch ein eigenes Teilchen, das Graviton, vermittelt. Die Gravitationsanziehung entsteht durch den Austausch von Gravitonen zwischen zwei Körpern — ähnlich wie die elektromagnetische Kraft aus dem Fluss von Photonen zwischen geladenen Teilchen resultiert.

Ihnen steht der gesamte zehndimensionale Raum zur Verfügung. Allerdings benehmen sich selbst Gravitonen nicht absolut zügellos — sonst würde das Standardgesetz der Gravitation spektakulär versagen.

Die Schöpfer der Hypothese unendlicher Extradimensionen, Lisa Randall von der Harvard- und Raman Sundrum von der Johns-Hopkins-Universität, vermuten deshalb, dass die zusätzlichen Dimensionen im Gegensatz zu unseren drei vertrauten sehr stark gekrümmt sind.

Dadurch entstünde ein Tal mit steilen Wänden, die für die Gravitonen nur schwer zu überwinden wären. Der Trick dabei ist: Die zusätzlichen Dimensionen sind so stark gekrümmt, dass ihr Volumen praktisch endlich bleibt, obwohl sie sich unendlich weit erstrecken.

Wie kann ein unendlicher Raum ein endliches Volumen haben? Stellen wir uns vor, wir würden in ein bodenloses, aber sich nach unten stark verjüngendes Martiniglas Gin schütten.

Um das Glas aufzufüllen, würde eine endliche Menge Gin genügen, denn wegen der Form des Glases konzentriert sich sein Volumen zum oberen Rand hin.

Ganz ähnlich wird im Randall- z Sundrum-Szenario argumentiert. Das Volumen des zusätzlichen Raumes konzentriert sich in der Nähe der Bran.

Folglich ist ein Graviton gezwungen, die meiste Zeit in nächster Nähe der Bran zu verbringen. Die Wahrscheinlichkeit, das Graviton nachzuweisen, fallt mit zunehmender Entfernung rapide ab.

In der Sprache der Quantentheorie hat die Wellenfunktion des Gravitons an der Bran einen Peak; man sagt, die Gravitation ist lokalisiert.

Beschleunigte Expansion ohne Dunkle Energie Obwohl das Randall-Sundrum-Szenario sich konzeptionell von der Idee kompakter Dimensionen unterscheidet, kommt praktisch dasselbe heraus.

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Dieser Beitrag hat 1 Kommentare

  1. Ararisar

    Ich werde besser wohl stillschweigen

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