CRE147 Mikrokosmos, Makrokosmos

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Eine Reise von den entferntesten Orten des Universums in das Innerste des Atomkerns

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Das Bild, was sich die Wissenschaft vom Universum und dem, was es im Innersten zusammenhält, gemacht hat, ist komplex und umfangreich. Das erstaunliche daran ist, dass Phänomene der Weltraumbeobachtung teils unter dem Mikroskop erklärt werden können und wiederum die Realitäten auf unserer Erde sich über die Betrachtung der Sterne erläutern lassen. Im Gespräch mit Tim Pritlove gibt der Physiker Robert Helling einen Einblick in den Stand der Dinge und die Fragen, mit der sich die Wissenschaft bei der Erklärung der Welt derzeit beschäftigen.

Themen: Entwicklung der Weltvorstellungen in der Naturwissenschaft über die Zeit; Sterne und Galaxien; die Sache mit der Lichtgeschwindigkeit; die Auswirkungen der Einsteinschen Relativitätstheorie; Gravitation; Sonnensysteme und Galaxien; Schwarze Löcher; Dunkle Materie; die Grundkräfte der Physik; Atome und Teilchen; der Large Hadron Collider und warum die Welt davon nicht untergehen wird.

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Tim Pritlove
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Robert Helling
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114 Gedanken zu „CRE147 Mikrokosmos, Makrokosmos“

  5. Oh schön, da freue ich mich schon drauf. Hör ich mir gleich heute abend an. Habe schon lange darauf gewartet, dass jemand mal dieses faszinierende Prinzip thematisiert. Gehe mit hohen Erwartungen in die Sendung und bin mir ziemlich sicher, nicht enttäuscht zu werden..
    –n

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  13. @schrittmacher

    Die abgebrochenen Downloads werden ja geloggt. Meist dürfte man es ja zunächst herkömmlich versuchen um sich von „3 hours left“ abschrecken zu lassen und dann erst eine der hier angebotenen Alternativen zu benutzen.

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  14. Hey Tim,

    könntest du evt ne gefeaturete Kommentarseite speziell für die ‚daaas ist zuuu laaaangsaaam‘ – leute einrichten ?
    Ist bisschen nervig wenn es hier so schwer wird das Feedback zur eigentlichen Sendung zu lesen.

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  15. Wäre es eventuell eine Idee, eine Liste von Mirrors auf die Seite zu packen die dynamisch hinter einen einzigen Link versteckt werden? Dann wird halt pro Klick einmal gezählt und dann zu der entsprechenden Quelle weitergeleitet. Tim könnte ja einer handvoll von Leuten die MP3 Datei vielleicht eine Stunde früher zur Verfügung stellen, so das sie die Datei auf Ihrem Space bereitstellen können. So ist die Geschwindigkeit gut skalierbar und der Statistik kann weiterhin schön gefrönt werden. Implementierung ist auch ziemlich trivial.

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  16. hmm, da hat aber einer nebel in unserer galaxie (orinnebel) mit anderen galaxien verwechselt … auch so da ein oder andere in der geschichte rund um astronomie stimmt nicht so ganz … z.b. waren so früh galaxien außerhalb der milchstrasse gar nicht bekannt …

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  17. hat Tim mal wieder seine eigene site ge-ddos’d?

    ich kann verstehen warum leute mirrors aufstellen und torrents seeden, jedoch ist dann kein sauberes rating für Tim mehr möglich. ich an seiner stelle würde schon gern einen indikator haben wie gut dieses oder jenes thema ankommt.

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  18. Fände auch gut, wenn hier nicht ständig Kommentare wie „Der Download geht zu langsam!“ kommen würden – ich denke, das Problem ist langsam bekannt.
    Ansonsten: top Sendung mit einem kompetenten Gesprächspartner. Ein guter Einblick in die aktuelle Lage der Dinge. Diese Abstecher in die Wissenschaft (sei es jetzt, wie in diesem Fall, Physik) gefallen mir sehr gut – weiter so!

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  19. Super Sendung wieder! Ich hoffe mal ganz stark, dass ihr gleich im Anschluss die Sendung über String-Theorie aufgenommen habt! Nachdem ihr so schön darauf hingearbeitet habt, werdet ihr uns doch hoffentlich nicht zu lange darauf warten lassen :-) Obwohl Tim wirkte gegen Ende schon recht durcheinander, also kleine Pause zwischen den Themen sei erlaubt :-)

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  20. Äh, sind doch milliarden, nicht billionen, jahre für das alter des universums … stringtheoretiker sind schon ein wenig praxisfremd :))

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  23. Ist schon erstaunlich, was man so erzaehlt, wenn man nur lange genug gefragt wird. Und dann sagt man aber auch Sachen die nicht so stimmen. Daher hier, in bester wissenschaftlicher Tradition, ein Erratum:

    1) Galileo hat natuerlich das Fernrohr erfunden (und die Jupitermonde gesehen), aber nicht die Sonne ins Zentrum gerueckt, das war Kopernikus

    2) Der Orionnebel ist Teil der Milchstrasse und daher keine Galaxie. Ein besseres Beispiel waere der Andromedanebel gewesen.

    und mehr, wenn ich weitergehoert habe.

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  24. Kleinigkeit: Einstein sass nicht in Zürich im Patentamt, sondern in Bern:

    Ab Juni 1902 war Einstein – empfohlen durch seinen Freund Marcel Grossmann – technischer Experte dritter Klasse am Berner Patentamt. Im Jahre 1906 stieg er zum Experten zweiter Klasse auf. Neben seiner Erwerbstätigkeit fand er genug Zeit für seine wissenschaftliche Arbeit. Nachdem er 1908 Vorlesungen an der Universität Bern gehalten hatte, kündigte er 1909 seine Stelle am Patentamt und nahm darauf seine Lehrtätigkeit als außerordentlicher Professor für Theoretische Physik an der Universität Zürich auf.

    http://www.einstein-bern.ch/index.php?lang=de&show=bern

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  26. Das vermutete Alter des Universums ist nicht in der Größenordnung von 15 Billionen, sondern von 15 Milliarden Jahren! (Laut WP genauer 13,75 10^9 Jahre). Ich dachte das wäre PM-Allgemeinbildung :P. Ansonsten schöne Sendung, vielleicht gibts ja nochmal einen Nachschlag bzgl. Stringtheorie?

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  27. Die Diagramme hier veranschaulichen gut wie das so ist mit der Zeitverzerrung bei Bewegung (Spezielle Relativitätstheorie):
    http://casa.colorado.edu/~ajsh/sr/time.html
    http://casa.colorado.edu/~ajsh/sr/construction.html

    Da sieht man auch das bei Lichtgeschwindigkeit das Koordinatensystem zusammenfallen würde (keine lineare Unabh. zw. x und y Achsen). Dann könnte man nie mehr aus dieser Linie herauskommen und das restliche Universum nicht mehr erreichen. Aber man kann ja Lichtgeschwindigkeit eh nicht erreichen. Das Diagramm ist sowieso sehr geil, denn man kann da alle Effekte einfach mit dem Lineal abmessen: Streckenverkürzung, Zeitverzerrung/Verdrehen der Gleichzeitebene (also f. untersch. Beobachter passieren gewisse räuml. getrennte Dinge zu untersch. Zeitpunkten. Was f. den einen gleichzeitig ist kann f. den anderen eine zeitl. Abfolge haben) und eigentl. auch die unmöglihckeit der Lichtgeschwindigkeit.

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  28. PS: In dem Diagramm stellt eine 45° Linie ein Objekt das sich mit Lichtgeschwindigkeit in Relation zu einem Objekt welches der y Achse entspricht bewegt.

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  30. Es gibt eben auch die Theorie das die Dunkle Materie ganz einfach normale Materie aus einem anderem Universum ist und das sich Gravitation einfach über die Grenzen von Universen ausbreitete (im Gegensatz zu allem anderen, deswegen auch nur die gravitative Wechselwirkung). Das hat auch Neil deGrasse Tyson in einem Interview als „coole“ Möglichkeit für was Dunkle Materie ist erwähnt. Von dem hab ich in letzter Zeit auch viele Videos auf YouTube gesehn. Der gestaltet das *sehr* unterhaltsam. Hat (bei Google) auch mal darüber geredet wie Pluto zum Zwergplanet degradiert wurde und das es mal sogar 13 Planeten gab.

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  32. Danke für die Sendung, das war echt voll interessant und unterhaltsam, für Alpha Centauri Kenner aber wenig neues. Bitte bald mit den Strings fortsetzen, davon hab ich noch null Plan!

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  34. Christoph: Ganz genau. Waehrend ich es sagte ging mir „fourteen billion“ im Kopf herum. Refelxhaft habe ich dann in die englische Wikipedia geschaut, was natuerlich auch nicht half, und dann war es zu spaet. Daher hier nochmal ganz unmissverstaendlich im SI-System: Beim naechsten Ton ist es 4.3 x 10^17 Sekunden.

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  35. In diesem Zusammenhang kann ich noch vom Phaenomen mit dem Namen „cosmic coincidence“ berichten, das noch einer Erklaerung beduerftig ist: Dem geneigten PM-Leser ist ja die kosmologische Konstante (meist als „Einsteins groesste Eselei“ bezeichnet) bekannt, eine konstante, kleine, vor wenigen Jahren erst gemessene, negative Energiedichte im Universum.

    Fuer deren Groesse(-nordnung) gibt es keinen a priori Grund, es stellt sich aber heraus, dass sie in etwa so gross ist, wie die heutige Ausdehnungsgeschwindigkeit des Universums (das ist grob eins durch das Alter). Das waere aber erklaerenswert, denn sie koennte auch viele Groessenordnungen groesser oder kleiner sein.

    Man kann das auch noch anders formulieren: Die Energiedichte durch die kosmologische Konstante aendert sich nicht, die Dichte der Materie im Universum nicht aber bei der Ausdehnung ab (und hat schon um viele Groessenordnungen seit dem Urknall abgenommen). Warum leben wir grade zu der Zeit, da beide in etwa gleich gross sind?

    Also Jungforscher, frisch ans Werk, Jugend Forscht hat bald wieder Einsendeschluss!

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  36. Hi,

    vielen Dank für diesen exzellenten Podcast! Für mein Empfinden gehört er zu den besten CREs die ich bisher gehört habe (etwa 95%). Wie meine Vorredner würde auch ich eine Forsetzung welche die Stringtheorie behandelt sehr begrüßen.
    Mir ist allerdings eine Frage während des hörens aufgekommen:
    Ich weiß zwar nicht mehr in welchem Kontext (glaube beim Urknall), aber es kam auf, dass etwas unendlich Warm werden kann. Wenn nun aber Wärmerenergie mit sich bewegenen Teilchen gleichzusetzen ist, muss es doch eine obere Wärmegrenze geben, da sich die Teilchen nicht unendlich schnell bewegen können. Wo ist der Denkfehler?

    Grüße,
    Daniel

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  37. Noch habe ich die Folge nicht zu Ende gehört, aber der Überblick über die Wissenschaftsgeschichte hat dann doch diesen Erstkommentar hier ausgelöst.
    Natürlich muss ein theoretischer Physiker kein Experte der Wissenschaftstheorie und -geschichte sein, aber die Geschichte der (empirischen) Naturwissenschaft als geradlinig und bei Galilei beginnend darzustellen – auch die typische Implikation, die Kirche sei dogmatischer Feind dieser – ist undifferenziert bis falsch. Dogmatisch ist der Glaube an die Empirie und das Induktionsprinzip, die undifferenzierte Darstellung der Wissenschaftsgeschichte als zielführende Bewegung – wenn auch mit Wendepunkten – zur ewigen Wahrheit.

    Die Beschäftigung mit dem Größten und dem Kleinsten ist eben viel älter als Galilei und die aristotelische Physik, war zu dieser Zeit eine zweckmäßige Alternative.

    Schön wäre eine Folge CRE zur Geschichte der (westlichen, rationalen) Naturwissenschaft die spätestens bei den Vorsokratikern beginnt und die die wichtigen Erkenntnis- und Wissenschaftstheoretischen Betrachtungen von mindestens den Stationen Parmenides über Aristoteles, die Bacon’sche Methode, Descartes, Leibniz, Hume, Locke, Newton, Kant, der Wiener Kreis, Einstein, Quantentheoretiker
    und v. a. Wissenschaftstheorien der jüngeren Vergangenheit von Popper bis Feyerabend.

    Wie es der Zufall will, wurden zwei Vorträge zum Thema von Paul Feyerabend – natürlich auch tendenziös, aber eine durchaus stichhaltige Darstellung – „Eigenart und Wandlungen physikalischer Erkenntnis“ und „Erkenntnis und Erfahrung“ vor Kurzem bei DRadio Wissen veröffentlicht:

    http://wissen.dradio.de/index.8.88.de.html?dram:article_id=1034

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  38. @Daniel N.: Es gibt zwar eine Geschwindigkeitsbeschraenkung fuer Teilchen, allerdings kann die Bewegungsenergie trotzdem beliebig gross werden: Wenn man weitere Energie in ein Teilchen steckt, dass sich schon fast mit Lichtgeschwindingkeit bewegt, wird es zwar nicht mehr viel schneller, seine Masse nimmt jedoch zu (entsprechend E=mc^2). Und in die Bewegungsenergie gehen eben sowohl die Masse als auch die Geschwindigkeit ein. Daher spricht auch zunaechst nichts gegen beliebig hohe Temperaturen.

    @Hume: Nichts laege mir ferner, als eine gradlinige Entwicklung vorzutaeuschen. Ich rede selber gerne gegen eine Darstellung in der es so aussieht, als wuerde man Wissenschaft machen, indem man immer nur ein Kloetzchen auf das andere legt; grade vor einer Woche habe ich einen Vortrag ueber Kuhns „Structure of Scientific Revolutions“ in Blick auf die Stringtheorie gehalten, relativ textfreie Slides gibt es hier: https://wiki.physik.uni-muenchen.de/TMP/images/9/9b/Kuhn.pdf ) Eine andere Sache ist es jedoch, wenn man historisch zurueckblickend zeigen will, woher gewisse, heute gueltige Denkweisen kommen, sozusagen eine wissenschaftliche Siegergeschichte. Da haette man sicher auch noch auf andere Dinge eingehen koennen, die sich im Rueckblick als nicht so auf dem direkten Weg darstellen, aber wenn es um einen ersten Ueberblick gehen soll, verwirrt das manchmal vielleicht auch eher. Ausserdem haben wir so schon fast drei Studenden gequatscht und bei weitem noch nicht alles erwaehnt, was ich auf dem Zettel hatte.

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  40. Hi,

    schöner Podcast aber irgendwie fühlte ich mich mit meinen 16 Jahren und Physik-Kenntnissen der Klasse 10 irgendwann ziemlich überfordert. Aber war trotzdem interessant. Jetzt stellen sich mir nur ein paar Fragen:

    1.) Irgendwann kam das mit „ja schneller als Lichtgeschwindigkeit geht nicht.“ Weil ja die Zeit bei Geschwindigkeit ja langsamer wird. Und bei Lichtgeschwindigkeit hat die dann irgendwie den Wert 0, bleibt also stehen. Und wenn schneller, dann geht es rückwärts. Aber woher weiß ich denn, dass bei der Lichtgeschwindigkeit 0 ist? Falls das irgendwo erklärt wurde, tschuldige. Diese Fachsprache am Ende mit den vielen Wörtern auf -ion haben mich verwirrt^^

    2.) Kann man diese Namen mit -ion kaufen? Wenn man einem Sturmhoch einen Namen kaufen kann, warum solche Namen nicht? Marktlücke!!!

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  41. Vielen Dank, tatsächlich einer der besten Podcasts der letzten Zeit. Dran bleiben. Mehr davon. Gutes Rüstzeug für die Auseinandersetzung mit all den verwirrten Religiösen da draußen.

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  42. tim muss mich einen vorrednern anschließen. das war nicht nur die längste sondern auch eine der besten cres die ich gehört habe (100% bisher). robert konnte toll auch komplexe zusammenhänge darstellen sodas auch ein leihe das versteht. es war so spannend, dass ich es fast schade fand, das es nach 3 stunde schon vorbei war ;) eine extra sendung ueber die string theorie wünsche ich mir auch.
    keep up the good work!

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  44. Wenn es in der Finanzwelt um (tote) Katzen geht, war Alf also der totale Antikapitalist? :D

    Aber um zum eigentlichen Kommentar zu kommen:
    Eine Sendung ewig in die Länge zu ziehen, ist die eine Sache, die ~3 Std. aber wie im Flug vergehen zu lassen, die andere. Ihr habt das sehr gut hinbekommen. Robert hat es geschafft, die Sachen wirklich gut zu erklären, da könnte sich mancher Physiklehrer wohl noch mal was abschauen. Ich war ein wenig erstaunt, dass er es geschafft hat, die wesentlichen Aspekte zu erläutern und gleichzeitig dabei fast vollständig auf die Mathematik dahinter zuverzichten; speziell die theoretische Physik ist nach meinem Eindruck ja schon fast angewandte Mathematik, in der die mathematisch-logischen zusätzlich noch naturwissenschaftlich untermauert werden, sodass Physiker dann auch schon mal Sachen machen dürfen, die streng mathematisch wohl was ungenau wären ;)

    Zu Florians Äußerung etwas weiter oben möchte ich noch was ergänzen:
    Während Robert so erzählte und erklärte flackerte bei mir ein verschollengeglaubtes Erinnerungsfragment aus dem Physik-LK nach dem anderen wieder auf. Am Ende der Sendung hatte ich das Gefühl von dem meisten schon mal was gehört zu haben, wenn auch nicht in dieser Tiefe, was evtl. daran liegt, dass mein Physik-Lehrer promovierter Physiker war und auf Anfrage gerne auch mal Sachen erklärt hat, die nicht Schulstoff war.

    Insgesamt wieder eine klasse Folge, find’s gut, dass auch sowas bei CRE Express hat. Ich würde mir allerdings wünschen, dass du, Tim, dir mal einen Gesprächspartern zum Thema Microsoft resp. Windows suchst – jemanden der nicht total patriotisch ist, evtl. auch andere Sachen benutzt, dir aber Paroli bieten kann -, denn ich glaube, es wäre dringend notwendig, da mal etwas Aufklärung – auch bei dir – zu betreiben. Insb. das, was in den letzten MobileMacs, die ich mal Probe hörte, gesagt wurde, ging teilweise garnicht ;) war unreflektiert, oder falsch. Ein bisschen Gezeter und etwas Kult gehört vermutlich zu dem Format, aber ein Bisschen Gegenwind solltet ihr schon bekommen.

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  45. Wer der englischen Sprache mächtig genug ist, dem kann ich diese beiden TTC Kurse emfpehlen:

    Steven Pollock: „Particle Physics for Non-Physicists: A Tour of the Microcosmos“

    http://www.teach12.com/ttcx/coursedesclong2.aspx?cid=1247

    Richard Wolfson: „Einstein’s Relativity and the Quantum Revolution: Modern Physics for Non-Scientists, 2nd Edition“

    http://www.teach12.com/ttcx/coursedesclong2.aspx?cid=153

    Unbestätigten Gerüchten zu Folge sollen diese Kurse auch in der Piratenbucht zu finden sein. Falls jemand zu viel Geld hat und tiefer in die Materie einsteigen will (pun intended): Kaufen!

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  46. Sehr enttäuschend. Mehrere gravierende historische Fehler (besonders was die Entstehung der SRT angeht), falsche Zahlenwerte (was ich allerdings gerne verzeihe, darauf kommt es wirklich nicht an) und für einen theoretischen Physiker viel zu wenig Darstellung der dahinterliegenden Mathematik, auf die es /eigentlich/ ankommt.

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  48. @ben: Um die Darstellung der Mathematik ging es uns nicht, sondern um die Zusammenhänge. Das mag „sehr enttäuschend“ sein für jemanden, dem es darum geht, aber das ist hier auch nicht die Zielgruppe.

    Ein paar „historische Fehler“ hat Robert ja schon in seinem Errata weiter oben aufgeführt. Was ist Dir noch aufgefallen, was nicht stimmte?

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  49. Super Sendung mal wieder!

    Bin, wie so manch anderer, ebenfalls Alpha-Centauri-gucker und fand trotzdem noch den einen oder anderen interessanten Aspekt. Außerdem hat es das Thema super zusammengefasst.

    @Tim: Das war gar nicht so schlecht, dass du nur begrenzt Ahnung von dem Thema hattest. Ich finde, du könntest ruhig auch bei den Computeraffinen Themen gelegentlich noch etwas „dümmer“ fragen …

    Anyway, mach‘ weiter so. Bin überglücklich, dass Podcasten einen zunehmend größeren Stellenwert für dich hat!

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  51. @Tim: Die Darstellung der Entstehung der SRT ist leider komplett falsch. Maxwell wusste schon von der aus seinen Gleichungen folgenden Konstanz der Lichtgeschwindigkeit (bei der leider auch etwas untergegangen ist, dass mit „Konstanz“ auf die Invarianz unter Bezugssystemwechsel gemeint ist — und das ist zentral für die SRT, so wie Einstein sie ursprünglich formuliert hat). Man muss sich schließlich nur in das Bezugssystem einer bewegten Ladung versetzen, um zu sehen, dass sich elektrisches und magnetisches Feld nicht richtig transformieren, und solche Konsistenzprüfungen sind zentraler Bestandteil der theoretischen Physik.

    Da die Maxwellgleichungen mit dem Experiment übereinstimmen, haben sich daraufhin viele Leute Gedanken über das Problem gemacht. Besonders anzuführen wären da die Experimente von Michelson-Morley (fast 20 Jahre _vor_ Einstein!) und Fizeau, die in Kombination (ether drag UND kein ether drag) konventionelle Äthervorstellungen unmöglich gemacht haben. Die Längenkontraktion kommt von Lorentz (der mit der Transformation und der Kontraktion eben), ebenfalls vor Einstein, und damit ein großer Teil der zu Grunde liegenden Mathematik. Die Längenkontraktion folgt aus der nicht-absoluten Zeit, die mathematisch übrigens sehr wohl aus den Newtonschen Annahmen hervorgeht — die absolute Zeit ist eine Zusatzannahme. Die Leistung von Einstein war nicht die Idee einer Zeitdilatation oder Längenkontraktion, sie war die Neuinterpretation der bereits bekannten mathematischen Zusammenhänge, nämlich das Fallenlassen des Äthers.

    Zu kurz gekommen ist meiner Meinung nach übrigens die elementare Quantenmechanik. Charakteristische Linien sind ja behandelt worden, aber kein bisschen, was so problematisch im alten Bild war, und wozu man da Quantenmechanik braucht. Wenigstens Rutherfordsches vs. Bohrsches Atommodell hätte man erwähnen können, von der Schrödingergleichung (Zentrum der ganzen Quantenmechanik!) jetzt mal ganz zu schweigen (und nicht nur im Zusammenhang mit der Preisentwicklung von Finanzprodukten).

    Das alles ist noch unabhängig von einer mathematischeren Darstellung. Das Problem mit dem, was die Sendung geworden ist, ist dass sie eine PM-esque Darstellung bietet, die man tausendfach findet, und da setzen die anderen Sendungen einfach einen wesentlich höheren Standard (ich möchte CRE nicht generell kaputt machen, ich mag deine Arbeit sehr!). Worum es doch gehen sollte, ist wie die Welt funktioniert (d.h. nach welchen Regeln) und wie Naturwissenschaft, insbesondere Physik, funktioniert. /Das/ ist es doch, worauf es dem Hacker ankommt, und es ist auch das, was viel zu wenig vermittelt wird. Wichtig ist nicht das „was“, sondern das „wie“. Dazu ist es in der theoretischen Physik einfach unablässig, dass man die mathematischen Ideen, die Strukturen, die dahinterliegen, darstellt. Das kann man auch anschaulich ohne Geformle tun — Invarianz der Naturgesetze, Motivation der Minkowski-Metrik, Kovariante Ableitung in der Differentialgeometrie, Symmetriegruppen in der QFT, das kann man alles auch darstellen, ohne Formeln niederschreiben oder ganz tief in die Mathematik hinabtauchen zu müssen. Das hat mir einfach gefehlt, und das finde ich sehr schade.

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  53. Tolle Sendung mit tollem Gast. Die paar Fehler können sich bei 3h schon gerne mal einschleichen.

    Die Idee der Fortsetzung mit der Stringtheorie kann ich nur begrüßen :)

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  55. @ben: Es ist schade, dass es Dir nicht so gefallen hat.

    Das Format eines ersten Ueberblicks bringt es mit sich, dass man manchmal mit dem etwas groberen Pinsel zeichnet. Bei der speziellen Relativitaetstheorie kam es mir darauf an, zu erklaeren, dass es eine Spannung zwischen Maxwellgleichungen und dem klassischen Verstaendnis von Ruam und Zeit gab und dass das Michelson-Morley Experiment gezeigt hat, in welche Richtung diese Aufzuloesen ist. Ich denke es ist unbestritten, dass Einstein derjenige war, der als erster das in einem konsistenten Bild getan hat, aber wie immer (shoulders of giants und so) kam das natuerlich nicht aus der hohlen Hand.

    Auch ich haette gerne noch mehr ueber die Quantenwelt gesagt, aber das ergab sich beim Verlauf des Gespraechs nicht. Du merkst vielleicht, dass ich ziemlich bei Tim insistieren musste, um ueberhaupt meine Frauenhoferlinien loszuwerden.

    Ich kann Dir nicht zustimmen, wenn Du abstraktere mathematische Begriffsbildungen einforderst. Da wir ja doch ziemlich beim Urschleim angefangen haben, haette das nach meiner Meinung klar den Rahmen gesprengt. Du bist aber herzlich eingeladen, in meine Vorlesung ueber Quantenfeldtheorie zu kommen (6.-16. April), da geht es dann so mathematisch zu, wie Du willst.

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  56. Super Sendung. Frage: Es klang mehrmals an, dass das Universum „nicht in nächster Zeit“ wieder in sich zusammenfallen würde. Ich dachte der aktuelle Stand der Kosmologie sei, dass das Universum nicht nur expandiert, sondern sogar beschleunigt und nicht mehr anhalten oder zusammenfallen wird, oder ist das schon eine der nicht gesicherten Theorien, auf die ihr leider nicht mehr eingegangen seid? Ich habe auch eine Aussage zur dunklen Energie vermisst.

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  58. @Boris: Das mit „nicht in naechster Zeit“ war nur als vorsichtige Formulierung gedacht. Du hast voellig recht, dass es in der Tat so aussieht, dass sich die Expansion beschleunigt statt abzubremsen. Und richtig, das hat mit der dunklen Energie (die das gleiche ist, wie die kosmologische Konstante, von der ich oben schrieb) zu tun.

    In den Einsteinschen Feldgleichungen gibt es Platz fuer eine zunaechst unbestimmte Konstante, die die Rolle einer mittleren Energie- (oder Massen-)Dichte spielt. Von dieser wusste man schon lange aus Beobachtungen, dass sie entweder null oder zumindest nicht weit davon weg sein kann (im Vergleich zu einem Wert, den man vielleicht sonst erwartet haette).

    Vor wenigen Jahren hat man nun festgestellt, dass sie nicht genau null, sondern etwas negativ ist. Mit etwas negativer Hintergrundmassendichte gibt es nun eine kleine Kraft, die alle Materie weiter auseinander treibt und somit zu einer beobachtbaren Beschleunigung fuehrt. Die Beobachtung wurde aus zwei Richtungen gemacht: Einerseits kann man das aus einer genauen Untersuchung der erwaehnten kleinen Fluktuationen der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung ablesen. Andererseits kann man auch die Expansion des Universums (und deren Beschleunigung) direkt beobachten: Dazu schaut man sich weit entfernte Dinge an und misst sowohl ihren Abstand als auch die Geschwindigkeit, mit der sie sich von uns wegbewegen.

    Wie man die Geschwindigkeit mit Hilfe des Dopplereffekts aus der Rotverschiebung ablesen kann, hatte ich im Podcast erklaert. Die Entfernung kann man bestimmen, indem man die Helligkeit eines Objekts misst; je weiter es weg ist, desto dunkler erscheint es uns. Dafuer muss man aber wissen, wie hell genau es denn absolut (also zB aus einem bestimmten, festen Abstand) war. Hier hilft einem, dass man zu wissen glaubt, dass bestimmte Sterexplosionen, sogenannte Typ Ia Supernovae immer gleich hell (in absoluten Zahlen) sind. Daher ergibt sich deren Abstand zu uns direkt aus der Helligkeit, mit der sie uns erscheinen.

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  59. Zum Erratum bezüglich Galileo folgende Anmerkung: Nicht Galileo hat das Fernrohr erfunden, sondern ein gewisser Hans Lipperhey. Galileo hat dessen Erfindung lediglich nachgebaut.

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  60. Ich habe vor ein paar Jahren in der Schule in Physik gelernt, dass sich Licht je nach Experiment entweder wie Teilchen (Photoeffekt) oder wie Wellen (Doopplereffekt) verhält. Daher wäre es keine wirklich eindeutige Sache, was es nun ist. Hier im Podcast wird die ganze Zeit vorrausgesetzt, es seien Wellen. Was stimmt nun?

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  61. PS: Was spricht denn dagegen, dass „Licht als Teilchen“ langsamer würde, wenn es von Vakuum in ein anderes Medium geht? Durch Reibung an Teilchen des Mediums könnte es doch auch bremsen.

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  62. Das war ein wirklich hervorragender CRE. Es wäre cool, wenn ihr noch eine Folge über String-Theorie und die Paradoxien der Quantenwelt macht. Gerne auch mit Themen wie Quantenkryptographie oder der Möglichkeit von Zeitreisen. Was ich zum Beispiel spannend finde, ist, dass es Vermutungen gibt, dass Positronen einfach nur Elektronen sind, die in der Zeit zurückreisen.

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  65. Hammer Podcast…

    …aber leider zu kurz. Er wollte doch noch über exotische Materie erzählen. Das hätte mich sehr interessiert :)

    Wäre toll wenn nochmal ein Podcast zu der String-Theorie kommen würde.
    Am besten mit dem selben Gast. Ihm konnte man sehr gut zuhören und er hat öfters mal Denkpausen gemacht.

    Spitze und weiter so!

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  66. Tag zusammen,
    für mich als interessiertem Laien war das eine super Sendung! Sehr spannend und informativ. Vielen Dank an Tim und Robert. Eine Fortführung Richtung Stringtheorie würde ich auch gerne hören.

    Christoph

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  67. Super Sendung. Ich fand es sehr sympathisch das auch klar gemacht wurde, wo die Grenzen der Wissenschaft sind ohne dann noch ein grosses Fass aufzumachen.
    Danke das ihr nicht versucht habt Mathematik in einen Podcast zu verpacken, dafür gibt Video, Präsentationen, Software…, aber das gesprochene Wort bringts an der Stelle einfach nicht.

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  68. Tim, du gibst in letzter Zeit ganz schön Gas. Bissher konnte ich deine PodCast immer bei der Arbeit „nebenher“ hören. Die letzten beiden Podcast musste ich mir, um den Ausführungen folgen zu können, schon dediziert in einer ruhigen Umgebung anhöhren. Super gemacht.

    Wobei zwei stunden für den Themenbereich Makro/Mikro-Kosmos verdammt wenig ist, die Themensprünge/Klammern waren schon verdammt groß :D

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  69. @Till I stand corrected. Aber GG hat wohl als erster das Fernrohr erfolgreich fuer astronomische Beobachtungen nach oben gerichtet und es auch noch technisch verbessert (wie ich aus der Wikipediaseite erfahre).

    @Kocki Diese Idee geht wohl auf John Archibald Wheeler zurueck, der seinem Doktoranden Richard Feynman vorschlug, sie einmal auszuarbeiten (was letztendlich zum Nobelpreis fuer die Quantenelektrodynamik fuehrte). In der Tat ist das eine moegliche Lesart des Formalismus der Quantenfeldtheorie.

    @Max Ja und nein. In der Quantentheorie hat ja alles sowohl Teilchen- als auch Wellenaspekte. Aber das war nicht, worueber sich die Leute zu Newtons Zeit Gedanken gemacht haben. Auch die Reibung ist nicht, woran sie gedacht haben, vielmehr entscheidet sich die Frage, ob Licht Wellen oder Teilchen sind an der Erklaerung von Brechung.

    Wie zB auf den Bildern auf

    http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtbrechung

    zu sehen ist, werden Lichtstrahlen an einer Grenzflaeche zwischen einem optisch duennen Medium (zB Luft oder Vakuum) und einem optisch dichten Medium (zB Glas oder Wasser) zum Lot hin gebrochen. Dies muss man nun fuer Teilchen oder Wellen erklaeren.

    Fuer Teilchen: Diese werden bei diesem Uebergang schneller, daher bekommen sie an der Grenzflaeche einen zusaetzlichen Schubs senkrecht zur Oberflaeche, so dass die Geschwindingkeitsrichtung jetzt mehr von der Oberflaeche weg zeigt. Man kann sich dazu zwei Halbebenen vorstellen die beide horizontal sind, die eine ist aber etwas weiter unten als die andere. Die beiden sind verbunden durch einen abfallenden Streifen. Jetzt rollt eine Murmel auf der hoeheren Halbebene schraeg auf die Grenze zu. Auf der Schraege bekommt sie mehr Schwung nach unten, daher wir die Geschwindigkeitskomponente senkrecht zur Grenze groesser, die Komponente parallel zur Grenze bleibt gleich und somit hat sich die Bewegungsrichtung geaendert.

    Fuer Wellen ist

    http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Refraction_-_Huygens-Fresnel_principle.svg&filetimestamp=20090702152634

    das einschlaegige Bild. Das Licht trifft in Form von Wellenfronten auf die Grenzflaeche. Diese Wellenfronten laufen immer mit der lokalen Lichtgeschwindigkeit. Da die Frequenz gleich bleibt, wird bei kleinerer Lichtgeschwindigkeit die Wellenlaenge kleiner und daher muessen die Wellenfronten in einem spitzeren Winkel zur Grenzflaeche sein.

    Ohne Bilder zu malen ist das etwas schwer zu erklaeren, frag nochmal nach, wenn es unklar geblieben ist.

    Diese Frage ist dann tatsaechlich dadurch entschieden worden, indem man die Aenderung der Lichtgeschwindigkeit gemessen hat (dass die Lichtgeschwindigkeit endlich ist, dass das Licht also eine gewisse Zeit braucht, bevor es zu uns kommt, hatte vorher schon Rømer in einer Beobachtung der Jupitermonde festgestellt. Allerdings konnte man schlecht das Sonnensystem zwischen Jupiter und Erde mit Wasser fuellen, um die Aenderung der Lichtgeschwindigkeit zu messen).

    Ausserdem kann man Interferenzeffekte beim Licht nur durch Wellen erklaeren. Soweit zur klassischen Sicht.

    Das Paper von 1905, fuer das Einstein tatsaechlich den Nobelpreis spaeter bekommen hat, gibt nun aber grade eine quantenmechanische Erklaerung fuer den Photoeffekt, fuer die man annehmen muss, dass das Licht in Portionen, eben den Quanten oder Photonen oder Lichtteilchen, kommt.

    Dabei geht es grob gesprochen um folgendes: Man laed die zwei Platten eines Kondensators elektrisch auf. Fuer die ueberzaehligen Elektronen aus der negativ geladenen Platte waere es energetisch guenstig, auf die positive Platte zu wandern, die sie ja auch anzieht. Allerdings tun sie das nicht spontan, da es sie zu viel Energie kostet, aus dem Metall der Platte in den leeren Raum zwischen den Platten auszutreten.

    Wenn man nun aber mit Licht auf die negative Platte scheint, kann ein Elektron die Energie aus dem Licht aufnehmen und sich aus dem Metall befreien und zur anderen Platte gelangen, es fliesst ein (wenn auch sehr kleiner) Strom. Wenn man jetzt untersucht, wie dieser Strom von der Frequenz des Lichts abhaengt, stellt man fest, dass es eine Mindestfrequenz fuer einen Strom gibt und diese ist unabhaengig von der Intensitaet des Lichts. Ist die Frequenz zu klein kann man mit immer hoeherer Intensitaet (die ja auch ein Mass fuer den Energiefluss ist) strahlen, es fliesst aber kein Strom.

    Die Erklaerung ist, dass das Licht eben in Portionen kommt und die Energie einer solchen Portion, des Photons, ist durch die Frequenz gegeben (E=h nu, h ist das Plancksche Wirkungsquantum, das man mit diesem Versuch auch messen kann), die Intensitaet gibt die Zahl der Photonen an, aber nicht die Energie des einzelnen. Das Elektron nimmt nun immer nur die Enegie von einem einzelnen Photon auf und kommt nur frei, wenn dieses alleine schon die noetige Austrittsenergie, bzw Frequenz mitbrachte.

    Dies ist nun kein Widerspruch zu dem, was ich weiter oben geschrieben habe, da dies ein Quanteneffekt bei sehr kleinen Abstaenden ist und die Beugung an der Grenzflaeche zwischen zwei Medien quantenmechanisch anders beschrieben wird, als das einfache, Newtonsche Bild, dass ich oben beschrieben habe. Bei diesen kleinen Abstaenden ist es zB falsch, das Medium als homogen anzunehmen, vielmehr sieht man bei diesen kleinen Laengen schon die einzelnen Atome und ihre Elektronenhuellen. Die Streuung daran ist letztendlich fuer die Beugung verantwortlich.

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  70. Nachdem Robert es in seiner Antwort an Boris wieder falsch dargestellt hat möchte ich jetzt doch noch folgendes anmerken: Die Rotverschiebung aufgrund der Expansion des Universums beruht eben nicht auf dem Dopplereffekt. Die Rotverschiebung ergibt sich vielmehr aus der Expansion des Raumes in dem sich das Licht bewegt, wodurch die Wellenlänge des Lichts sozusagen mitgedehnt wird. Davon zu unterscheiden ist die Rot- bzw. Blauverschiebung von Objekten die sich von uns weg bzw. auf uns zu bewegen und deren Ursache tatsächlich der Dopplereffekt ist.

    Im Podcast erklärt Robert zwar das Modell der Punkte auf einem Ballon, die sich voneinander entfernen, wenn der Ballon aufgeblasen wird, der entscheidende Punkt dabei ist aber, dass sich die Punkte auf dem Ballon nicht bewegen (relativ zur Ballonoberfläche), sich aber trotzdem voneinander entfernen. Genau so entfernen sich auch Objekte im Universum voneinander (und zeigen eine entsprechende Rotverschiebung) auch wenn sie keine Relativgeschwindigkeit haben, die einen Dopplereffekt verursachen würde.

    Entsprechend war der Urknall auch keine Explosion in einem Raum der schon da war, sondern eine Explosion der Raumzeit selbst, wodurch der Raum, der sich seitdem ausdehnt, erst entstanden ist.

    Der Unterschied zwischen Vergrößerung der Entfernung zweier Objekte durch Bewegung im Raum einerseits und durch Expansion des dazwischen liegenden Raums andererseits scheint auf den ersten Blick akademisch zu sein. Tatsächlich ergeben sich aber quantitative Unterschiede speziell für weit entfernte Objekte und auch qualitativ besteht natürlich ein erheblicher Unterschied.

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  71. Sehr unterhaltsam! Hab‘ aber auch noch was zu meckern ;-) Es wird kurz die PET (Positronen Emissions Tomographie) erwähnt. Für ein lädiertes Knie würde man kaum PET machen (zu wenig gute Auflösung der Bildgebung und zu aufwändig). Ein MRI wäre da die bessere Wahl. Diese Thematik
    (Spinverhalten von Nukleonen und Elementarteilchen) wäre dann aber auch wieder ein Podcast für sich.

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  72. Was ich mich immer wieder frage wenn es um Weltraum, Galaxien usw. geht ist: Wenn wir Galaxien beobachten, oder auch nur Sonnensysteme in Unserer, beobachten wir Dinge, die z.T. vor der Zeit unseres Sonnensystems passierten oder gar vor der der Milchstrasse; wie können nun Physiker sicher sein, dass das Universum heute den gleichen Grundparametern zu Grunde liegt, wie bei den Beobachtungen Millionen oder Milliarden Jahre alter Geschehnisse? Wie lässt sich so etwas experimentell beweisen?

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  73. @Till: Streng genommen hast Du natuerlich Recht: Der Dopplereffekt bezieht sich auf eine bestimmte Geschwindigkeit und die gibt es bei der kosmologischen Expansion nicht (oder welche sollte man nehmen, da sich die momentane Geschwindigkeit aendert, waehrend das Licht unterwegs ist). Trotzdem wuerde ich aber den ‚klassischen‘ Dopplereffekt (also Sender und Empfaenger bewegen sich zueinander in einer flachen Raumzeit) und kosmologische Rotverschiebung als den gleichen Effekt ansehen: In beiden Faellen kommt es auf die Eigenzeit an, die zwischen dem Aussenden bzw Empfangen von zwei Wellenbergen vergeht. Im kosmologischen Fall wird das noch deutlicher, wenn man nicht die ueblichen ‚comoving‘ Koordinaten benutzt, bei dem fuer alle die Raumkoordinate konstant bleibt, sondern eine Koordinatentransformation macht, so dass die t-r-Ebene flach ist und nur der Sender still steht (zb bei r=0). Und in diesen Koordinaten bewegt sich der Empfaenger dann schon und die Rotverschiebung ist genau durch die Dopplerverschiebung gegeben.

    @Peter3: Vollkommen korrekt. Ich wusste waehrend der Aufnahme nicht, wozu PET benutzt genau, wozu PET benutzt wird. Ich wusste nur, dass man mit diesem bildgebenden Verfahren die Stoffwechselaktivitaet von Gewebe sichtbar machen kann. Und das ist besonders interessant, wenn man das mit dem Gehirn macht, da man dann beim „Denken zusehen“ kann. Im Knie ist das natuerlich uninteressant und wie Du sagst ist die Aufloesung eh zu schlecht. Auch hier ist der Wikipediaartikel interessant. Bei MRI finde ich auch den Namenswandel interessant: Der Effekt, auf dem das beruht, ist die Kernspinresonanz, NMR. Mein Verdacht ist, dass das Verfahren aber nicht Kernspintomographie heisst, weil das zu sehr nach Atomkraft klingt und das nicht zu seiner Popularitaet beitragen wuerde.

    @manka: Das die physikalischen „Konstanten“ sich nicht mit der Zeit (und dem Ort im Universum) aendern, ist zunaechst natuerlich eine Annahme. Aber fast alle Beobachtungen deuten darauf hin: ZB habe ich von den astronomischen Linienspektren gesprochen. Deren Muster kann man ja auch berechnen und dieses haengt in sehr komplizierter Weise von den Konstanten wie Masse des Elektrons, Plancksches Wirkungsquantum, Ladung des Elektrons etc ab. Und wenn man nun sehr weit in den Raum und damit in die Vergangenheit schaut, ist das Muster, bis auf die Verschiebung das gleiche. Das (und aehnliche Beobachtungen die entfernte Objekte mit nahen vergleicht und keine systematische Aenderung feststellen koennen) deutet eben darauf hin, dass sich da nichts tut.

    Hier sollte ich aber auch noch erwaehnen, dass es eine Studie von Webb und Mitarbeitern gibt, die feststellen, dass sich die sogenannte Feinstrukturkonstante (eine Kombination aus Elementarladung, Lichtgeschwindigkeit und Wirkungsquantum, die eine Zahl ohne Einheit mit dem Wert von etwa 1/137 ist) seit der sehr fruehen Zeit des Kosmos um etwa einen Teil in 100000 veraendert hat. Das folgt aus einer sehr komplexen Auswertung vieler solcher Spektren, die zusammen genommen einen kleinen statistischen Effekt ergeben. Allerdings ist bei dieser Studie durchaus umstritten, ob nicht vielleicht ein Mess- oder Auswertungsfehler vorliegt. Die Sache ist zu kompliziert, um das schnell zu entscheiden.

    In der Stringtheorie gibt es durchaus Platz fuer solche Effekte, da hier vieles, was uns als Konstanten erscheint messbare, potentiell Veraenderliche Grossen sind (so, wie etwa die Dichte eines Salzkristalls auch keine fundamentale Groesse ist, sondern sich aus anderen ergibt und ggf von den Umstaenden, wie zB Druck oder Magnetfeld abhaengen kann).

    Am Anfang des Podcasts hatte ich Tims Frage nach dem Multiversum noch nach hinten verschoben und dann sind wir doch nicht mehr darauf zurueck gekommen. Hinter diesem Begriff verbirgt sich etwas viel banaleres, als man zunaechst vielleicht denkt: Die Idee des Multiversums ist nur, dass eben in weit entfernten Gegenden des (einen) Universums die physikalischen „Konstanten“ andere Werte haben koennten, was dann moeglicher Weise dazu fuehrt, dass dort die Chemie oder Sternenbildung ganz anders funktionieren. Diese Gegenden sind aber nur weit weg und nicht auf andere Weise von uns getrennt. (Und man sollte das Multiversum nicht mit der „many worlds interpretation“ der Quantenmechanik verwechseln, die haben nichts miteinander zu tun. Letztere ist eben eine Interpretation des zufaelligen Verhaltens der Quantentheorie in der man versucht die verschiedenen Ausgaenge von Quantenexperimenten in unterschiedlichen Kopien des Universums stattfinden zu lassen. Der Nutzen dieser Idee — zumindest, wenn man sie zu ernst nimmt — ist aber sehr begrenzt, da man konstruktionsgemaess nie etwas von den anderen Kopien erfahren kann. Und ob es etwas „gibt“, was man aber nicht wahrnehmen kann, halte ich fuer reichlich zweifelhaft)

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  75. habe ich da am anfang gehört „galilei hat die sonne ins zentrum vom universum gestellt?“. wenn ja – ne hat er nicht, er hat auch nicht die planeten um die sonne kreisen lassen. das war koperutnikus.
    nagut, ich hoffe der rest von dem ich keine ahnung habe stimmt.
    sonst aber muss ich sagen „geile sendung“ die wird mir noch so manche nacht rauben. weiter so …. :-)

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  76. Sehr interessantes Thema. Kurzweilig zu hören. Trotz der Länge verging die Zeit sehr schnell.
    Jetzt bin ich auf die Stringtheorie neugierig, die am Ende kurz angesprochen wurde.
    Vieleicht mal einen Fortsetzungspotcast darüber machen. :-)

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  78. Wirklich sehr spannender und interessanter Podcast. Mich würden ebenfalls weitere Ausführungen von Robert zum Thema String-Theorie interessieren. Ich könnte noch stundenlang weiterhören. Allerdings ging es mir auch so, dass nebenbei-hören nicht drin war, sondern dass man schon die ganze Konzentration zum Zuhören brauchte. Aber gerade das hat es anspruchsvoll und hochinteressant gemacht. (Auch von mir an dieser Stelle ein großes Lob an Tim. Weiter so, es kann gar nicht lang und geekig genug sein ;) )

    Ich bin eigentlich zufrieden mit dem, was ich gelernt habe (nicht-abgebrochenes Informatikstudium :) ) und womit ich mich heutzutage so beschäftige und andere Berufe reizen mich selten. Aber wenn man Robert so erzählen hört, dann kann man schon ein kleines bisschen neidisch werden auf die fantastischen Dinge die für mich irgendwie teilweise unbegreiflich sind ;)

    Ich stelle mir da noch eine Frage aus einer etwas anderen Richtung – und zwar, wie es wohl persönlich ist, diese Zusammenhänge zu verstehen. Als Informatiker kenne ich es so, dass ich die Zusammenhänge in Computern verstehe, weil ich es gelernt habe und mich damit beschäftige. Wo „normale“ Menschen staunen oder sich wundern wie ein Computer einen Virus bekommen kann oder wie man einen Stacktrace „verstehen“ kann, sind die Dinge für mich logisch zusammenhängend und erklärbar. Ist das als Physiker auch so? Also, für mich ist z.B. eine Kraft, die stärker wirkt je weiter die beiden Teilchen entfernt sind, nur schwer vorstellbar, gar nicht erst davon zu reden sich eine Raum-Zeit-Krümmung vorzustellen. Wie ist es, wenn man das alles versteht und es vielleicht sogar selbstverständlich und logisch ist? Sieht man dann alles in einem anderen Blickwinkel weil man versteht, wie das Universum funktioniert? (Oder zumindest mehr davon versteht als Andere)

    Eine andere Frage die mir bei diesem Podcast gekommen ist, dreht sich um den Urknall. Bei Zeitpunkt 0 hat alles angefangen und man kann nicht davon sprechen was davor war, weil es kein davor gibt, denn die Zeit hat dort ihren Anfang (wenn die Zeit einen Anfang hat, lässt das evtl auch die Frage auf, ob sie auch irgendwo ein Ende hat?). Aber ist das nicht nur eine Frage des Betrachtungspunktes? Die Ameise, die auf dem immer größer werdenden Ballon sitzt, nimmt die Ballonoberfläche als Fläche wahr und sieht, wie der Punkt sich entfernt. Wir aber können eine Dimension mehr sehen und nehmen den ganzen Ballon wahr und sehen wie er sich im Raum ausdehnt. Könnte es da nicht sein, dass wir auch nur eine Ameise sind und nicht „vor“ oder „über“ die Zeit blicken können, weil wir nunmal „auf“ der Zeit sind und nicht auf „das Ganze“ schauen können?

    Zum Schluss fiel mir dann noch ein Artikel ein, den ich vor etlichen Jahren mal gelesen habe, aber leider nicht wiedergefunden habe. Es ging darin um jemanden, der die Theorie hatte, dass sich das Universum nicht ausdehnt, sondern dass es in sich zusammenstürzt und unser Sonnensystem beschleunigt und in ein schwarzes Loch fliegt. Leider habe ich nicht wiedergefunden, wo ich das mal gelesen habe und ich glaube, es ist auch schon >5 Jahre her, aber damals klang die Argumentation schlüssig. Nagut, da ich keine Ahnung habe, kann man mir natürlich viel erzählen. Trotzdem (oder gerade deswegen) – falls jemand von euch den Artikel auch kennt oder evtl den Link noch findet – mich würde ein kurzes Statement dazu von jemandem interessieren, der sich damit auskennt :)

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  79. Salve Robert!

    Im Podcast hast Du die Meinung vertreten dass man Beschleunigung und Gravitationswirkung nicht unterscheiden kann.

    Soweit ich das verstehe geht Gravitation aber immer auf einen Punkt, während Beschleunigung immer echt parallel wirkt. D.h. wenn ich zwei dinge nebeneinander herunterfallen lasse und dann messe ob sie sich beim Fallen zueinander annähern müsste ich den Unterschied doch feststellen können.

    Logisch das das immer schwieriger wird je weiter die Gravitationsquelle entfernt ist, trotzdem müsste es gehen (man braucht dann halt feinere Abstandsmesser).

    Oder ich hab etwas falsch verstanden. :-)

    Mit der Bitte um Erleuchtung…

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  80. Pingback: Sozialtheoristen » Sicherheit in einem unendlichen Universum

  81. Guter Podcast, war mit meinem Restwissen aus dem Physik-LK auch sehr gut verständlich.

    Dass in den Kommentaren hier inhaltiches richtiggestellt und diskutiert wird, finde ich prima, auch dass Robert sich daran beteiligt. Fantastisch! Einige Kommentierende hier müssen aber etwas aufpassen, nicht in Rechthaberische abzugleiten – das nervt.

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  82. @Andreas

    Ich bin zwar nicht Robert aber würde deine Frage gerne aus Sicht eines fast fertigen Physik-Studenten beantworten. Du fragst „wie es wohl ist die Zusammenhänge zu verstehen“. Meine Antwort: extrem befriedigend auf der einen Seite, extrem unbefriedigend auf der anderen.

    Befriedigend weil man das Gefühl hat „hinter die Kulissen“ zu schauen. Man versteht die verschiedensten Phänomene die dem Nicht-Physiker nur ein Stirnrunzeln entlocken (sei es weil er es nicht versteht oder weil er nicht versteht wie man sich dafür begeistern kann). Daneben hilft die Physik als eine sehr fundamentale Natur-Wissenschaft (aus meiner Sicht DIE fundamentale Natur-Wissenschaft) Dinge aus dem täglichen Leben zu beurteilen oder kritisch zu hinterfragen. Aber eine andere Sicht auf die Welt (so nach dem Motto: ich seh die Matrix dahinter) kann ich bei mir nicht feststellen. Der einzige Punkt wo man von einem anderen Blickwinkel reden kann ist vielleicht dass man sich der Dimensionen in der wir leben klarer wird (Alter des Universums, Grö0e des Universums, …).

    Damit komme ich dann zu dem unbefriedigenden Teil: Aus meiner Sicht wissen wir alle eigentlich absolut nichts. Klingt abgedroschen wird mir aber jeden Tag aufs neue klar. Frag mal einen Physiker was Licht ist (komme aus dem Bereich der Quantenoptik, deshalb nehme ich mal Licht als beispiel). Wenn er schlau ist dann antwortet er sofort: das wissen wir eigentlich nicht. Wenn er sich für schlau hält dann sagt er: das sind Photonen welches die Anregungsquanten des Elektromagentischen Feldes sind. Was macht man jetzt mit dieser Information? Ist man nun wirklich schlauer? In gewisser Weise ja aber ist diese Antwort was man hören wollte? Nicht wirklich. Somit muss man sich leider damit abfinden das die Physik eine reine Beschreibung ist. Nicht weniger aber eben auch nicht mehr. Und das ist manchmal zutiefst unbefriedigend.

    Hoffe das war nicht zu wirr :)

    Grüße!

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  85. Kann mich den lobenden Menschen nur anschließen. Ich hatte zwar vom Physik-LK noch ne grobe Vorstellung wie das mit Zeit und Raum ist, aber der ganze Partikelwahnsinn war wirklich spannend. Längster CRE und doch einer der kurzweiligsten! :)

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  86. hey super sendung!

    wenn ich mir auch doch etwas mehr schwerpunkt in richtung dessen was am anfang kurz zur sprache kam gewünscht hätte – es geht dabei um die parallelen von teilchenbewegung zu den bewegungen von menschenmassen bspw. im verkehr (in der sendung um 2:58min herum kurz angesprochen) oder in paniksituationen ist so etwas auch beobachtbar…

    vielleicht kann man das ja mal in einer hier bereits angeregten forsetzung nochmal vertiefen… wäre klasse!

    danke für die gute arbeit! :)

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  87. Bin mit dem Podcast noch nicht mal halb durch, aber diese mind boggling facts wie der Beginn der Zeit mit dem Urknall machten mir beim Anhören auf dem Rad im Sonnenschein Gänsehaut.

    Gut von Tim die Fragen nach dem „Eigentlichen“ der Schwerkraft bspw.
    Genau die Fragen sind es nämlich, die mich auch im Studium unbefriedigt zurückgelassen haben – ich wollte immer gern „ganz verstehen“ *warum* sich Energie von einer Antenne ablösen und in diesem magnetischen und elektrischen Geblubber von der Antenne wegströmen kann. Maxwellsche Gleichungen haben mir da nie genügt. Hm. Vielleicht ist das auch so eine Frage, die man so nicht stellen kann, …

    Jedenfalls: Ich bin immer wieder hingerissen von CRE, das ist eine Singularität im Medien-Universum und beweist mir jedesmal wieder: Wir sind nicht allein mit unseren Fragen.

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  88. Ich schliesse mich dem allgemeinen Lob und derm Wunsch nach Fortsetzung und Vertiefung, gern auch der String-Theorie, an. Eine eigene Anmerkung hab ich aber auch noch: man hat gemerkt, dass Tim am Ende den Deckel draufmachen wollte. M.E. hat sich aber noch ein Rückblick und eine Einordnung zurück zum Makrokosmos inhaltlich aufgedrängt. So wirkte es etwas abgehackt. Trotzdem: top!

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  89. Wie bereits angemerk wurde arbeitet Einstein nicht in Zürich im Patentamt, sondern in der Hauptstadt Bern beim Schweizer Patentamt.

    Sollte man auf den Weg in die Skiferien bei Bern vorbeifahren, hier ein Tipp: Im Historischen Museum Bern die Einstein Ausstellung http://www.bhm.ch/de/ausstellungen_sonder_04.cfm miteinplanen.

    Zudem hat mich erstaunt dass der Anwendungszweck „GPS“ bei dem Punkt „Zeit ist relativ“ nicht genannt wurde. Bei GPS ist die Zeit für die genaue Bestimmung sehr wichtig um muss dadurch dass Sie im Weltall langsamer läuft, enstsprechend der Theorie angepasst werden. Siehe dazu http://homepage.univie.ac.at/Franz.Embacher/rel.html

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  90. @dmdbm ich kann von mir sagen, dass ich auch nach drei stunden sabbeln ziemlich alle war und wir uns sehr einig waren, zu einem ende zu kommen.

    @rene die relativitaet der zeit haben wir im kontext der speziellen relativitaetstheorie eroertert (also was zueinander bewegte beobachter sehen). Die langsamere Zeit, die die GPS Satelliten sehen, beruht aber darauf, dass dort das Gravitationsfeld der Erde schwaecher ist. Dies ist also ein Effekt der allgemeinen Relativitaetstheorie. Daher haette das inhaltlich nicht an der Stelle reingepasst (streng genommen ist die Aufloesung des Zwillingsparadox auch ART, denn die SRT sagt nichts darueber, was bei der beschleunigten Bahn des Astronautenzwillings passiert).

    @martin (von eine ecke weiter oben) leider ist das nicht ganz so einfach, da auch beschleunigung „krumm“ sein kann, zB wenn sich ein Auto beim Beschleunigen verformt, ist nicht ueberall im Auto die Beschleunigung gleich. Andererseits ist die Gravitation nur bei einer rotationssymetrischen Massenverteilun (also zB einem Massepunkt oder einer Kugel) auf einen Punkt gerichtet. Habe ich zB eine grosse, massive Flaeche, ist die Gravitationskraft auch senkrecht zu der Flaeche, ueberall. Aber im Prinzip hast Du auch Recht: Diese „Aequivalenzprinzip“ zwischen Gravitation und Beschleunigung gilt streng genommen nur in sehr kleinen Gebieten, habe ich mehr „Platz“, kann ich auch sogenannte Gezeitenkraefte messen.

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  95. Hallo Robert, hallo Tim,

    vielen Dank für diesen tollen Podcast. Ich selbst bin schon lange sehr interessiert an den Arbeiten zur Teilchenphysik und fasziniert von der engen Verbindung zwischen Mikro- und Makrokosmos. Ich arbeite als Biochemiker ja näher am Mikrokosmos, aber wie nahe beim Blick auf das kleinste das ganz Große liegt ist schon begeisternd. Ihr habt das Thema wirklich toll zusammengefasst und mit vielen Bildern absolut mitreissend dargestellt. Für mich einer der Glanzpunkte dieser Podcast-Reihe. Ich schliesse mich der allgemeinen Forderung nach einem Nachfolge-Podcast zu den Details der Stringtheorie gern an. Vielen Dank und liebe Grüße aus München,
    Daniel Weinfurtner

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  96. Hallo Tim, hallo Peter,

    Spitzensendung, ein dermaßen komplexes in nur drei Stunden zu erschlagen, ist einfach super. Die meisten populärwissenschaftlichen Bücher zu dem Thema, die ich gelesen habe, haben es nicht viel besser geschafft. Wissenschaftshistorisch hatten sie ja einige Fehler eingeschlichen, die wurden hier aber ja bereits korrigiert. Den mathematischen Hintergrund und Formalismus habe ich nicht vermisst, ich denke, dass die mathematische Vorbildung der Hörer dazu zu verschieden ist und so was gehört wohl eher in den Physikhörsaal mit Tafel als in einen Podcast.
    Um ein bisschen Kritik zu üben:
    Was ich vermisst habe und was die Physik ja auch erst zu der Wissenschaft macht, die sie ist, sind die Experimente. Viele Tatsachen aus dem Bereich der Quantenphysik klingen ja merkwürdig bis esoterisch, sofern man nicht die zugrunde liegenden Experimente kennt, aus denen sich nunmal diese Beobachtungen ergeben haben (Zum Welle- Teilchen Dualismus der hier im Blog angesprochen wurde: Brechung, Photoeffekt, Comptoneffekt). Vielleicht hat Tim deswegen häufiger nach dem „Warum?“ als nach dem „Wie kommt man darauf?“ gefragt.
    Eventuell wären die Methoden der Physik ein spannendes Kapitel für eine Sendung, die Experimente und deren Resultate, die zur Entwicklung der Physik in der heutigen Form und zu den erstaunlichen Interpretation geführt haben, wären in Podcastform gut darstellbar. Was ich auch ein bisschen vermisst habe waren die Heisenberg’sche Unschärferelation und die Schrödinger Gleichung.
    Insgesamt kann ich aber nur sagen, super Leistung, weiter so!

    Beste Grüße

    Leo

    P.S. Ich würde mich auch sehr über eine natürlich rein populärwissenschaftliche Abhandlung der Stringtheorie freuen. :)

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  98. Grüß Euch,

    die Sendung hat mir großen Spaß gemacht – obwohl ich mir als zutiefst Interessierter an vielen Stellen eine stärkere Vertiefung oder genauere Ausführung gewünscht hätte. Aber in vielen Aspekten weiß mein Physiklehrer glücklicherweise auch Bescheid.

    Roberts Erzählung über seinen »Werdegang« hat mich sehr belustigt, da auch ich unbedingt ein Astronaut werden wollte, als ich kleiner war – und inzwischen fest entschlossen bin, Physik zu studieren.

    Eine Vertiefung der angesprochenen Themen (u. A. Stringtheorie) in nicht unbedingt nur einem weiteren CRE würde mich auch freuen.

    –Xjs.

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  99. Auch von mir danke für diesen tollen Podcast! Ich denke, dass diese Darstellung dessen, was die Welt im Innersten zusammenhält und wie es da draußen so zugeht, gerade für Schüler sehr viel interessanter ist als normaler Physik-Unterricht in der Schule.

    @Robert: Ich muss noch etwas mehr an Deiner Darstellung der Geschichte herummeckern und will Dich zur Vorsicht gegenüber Aussagen animieren, bei denen Du nicht Experte bist. Du schreibst „dass es eine Spannung zwischen Maxwellgleichungen und dem klassischen Verstaendnis von Ruam und Zeit gab und dass das Michelson-Morley Experiment gezeigt hat, in welche Richtung diese Aufzuloesen ist.“ Diese letzte Aussage ist zwar sehr verbreitet aber falsch. Das Michelson-Morley-Experiment ist zwar im Nachhinein oft als ein wegweisendes Experiment („experimentum crucis“) dargestellt worden. Detaillierte wissenschaftshistorischen Analysen zeigen jedoch, dass es dies zu seiner Zeit überhaupt nicht in dem von Dir gemeinten Sinne war. Ich habe das für meine physikhistorische Diplomarbeit mal hier (PDF) zusammengefasst (Volltext gerne auf Anfrage).

    @Tim: Vielleicht setzt du die Themen Wissenschaftsgeschichte, Wissenschafts- und Erkenntnistheorie wirklich mal auf die CRE-ToDo-Liste. Mir würden da zwei Gesprächspartner einfallen. Und String-Theorie natürlich!

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  100. @Henning Du kennst Dich hier offenbar besser aus als ich. Ich denke aber, dass folgendes schon richtig ist: Es koennte sein, dass die Maxwellgleichungen nur im Ruhesystem des Aethers gelten, genau wie die Schallgeschwindigkeit in Luft auch nur ruhend relativ zur Luft in allen Richtungen gleich ist. Dass wir aber eine Aenderung der Lichtgeschwindingkeit auf Grund einer relativen Bewegung zum Aether experimentell nicht beobachten hat ist denke ich zweifellos die richtige Interpretation von M-M (und sollte auch damals schon so gesehen worden sein). Ein anderer Ausweg ist eben, die Galileitransformationen aufzugeben.

    Im Zweifelsfall hilft vielleicht ein Blick in Einsteins Originalarbeit „Zur Elektrodynamik bewegter Koerper“, zB in der schoenen, kommentierten Version hier:

    http://de.wikibooks.org/wiki/A._Einstein:_Kommentare_und_Erl%C3%A4uterungen:_Zur_Elektrodynamik_bewegter_K%C3%B6rper:_Druckversion

    Da braucht man nur die Einleitung zu lesen um zu finden, dass Einstein sich genau auf das Negativresultat von M-M bezieht: „…die misslulngenen Versuche eine relative Bewegung der Erde zum ‚Lichtmedium‘ zu konstatieren, fuehren zu der Vermutung, dass dem Begriffe der absoluten Ruhe…“. Das lese ich durchaus so, dass es fuer Einstein wesentlich in seine Ueberlegungen, die ihn zur speziellen Relativitaetstheorie gefuehrt haben, eingegangen ist.

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  101. Pingback: FezBook: So sieht ein schwarzes Loch aus!

  102. Mit der Sendung wurde mein Interesse für Physik wieder geweckt. Ich höre sie mir jetzt schon ein paar mal an um immer mehr zu verstehen obwohl die Thematik vermutlich stark vereinfacht wurde. Hobbymäßig werden sich jetzt jetzt sicherlich auch einige Leute damit beschäftigen. Ein Physikstudium wird aber weiterhin für die meisten zu abschreckend sein, man erkennt ja schon an den Kommentaren, dass das mit komplexer Rechnerei zu tun hat, die sicherlich nicht jedermanns Sache ist.

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  105. Das war eine großartige Folge! Die knapp drei Stunden vergingen wie im Flug. Es wäre toll, wenn ihr noch eine Fortsetzung machen könntet!

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  108. Danke für diesen Podcast und vor allem auch die ausführliche „Diskussion“ hier in den Kommentaren.

    Eine Folge zum Thema String-Theorie würde auch mich brennend interessieren!

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  109. Ein Grund, warum ich Physik-LK gewählt hatte ist der Inhalt dieser Sendung. :-) Einfach nur unglaublich genial, danke, für diese Sendung. Es waren wunderbare Stunden! Ein Genuß, da zuzuhören! Vieles habe ich zwar schon woanders gelesen und gehört, aber es war so aufbereitet, dass ich das Verständis für die Sache aufbringen konnte. Einfach klasse, danke an euch!

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  110. Pingback: Bewusstseinserweiterung durch Podcast | das blogbrot

  111. Pingback: wrint: geschmeidig scheitern | die Hörsuppe

  113. Das war einer der besten Podcasts, die Tim je gemacht hat. Ich hör mir das immer wieder mal an und es wird nie langweilig.

    Absolut spitze!

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  114. Ich hab mittlerweile schon hunderte Pritlove-Podcasts gehört, aber diese Folge ist einfach die Beste. Kann mich dem Thomas nur anschließen. Selber habe ich die Folge bestimmt schon 20 mal gehört. Schade nur das nach knapp 3 Stunden schon Schluss ist.
    Ich würde mich riesig über eine Fortsetzung in epischer Breite, am liebsten mit Florian Freistetter (Sternengeschichten), freuen.

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