Die Nerd WG

Nach einer sehr kurzen Einführung in die Relativitätstheorie sprechen wir diese Episode über deren Folgen. Dazu sprechen wir über Antimaterie und Atomenergie, über Kernspaltung und Kernfusion, die Entstehung und den Tod der Sterne.

Dass alles relativ ist und die Lichtgeschwindigkeit konstant bleibt, haben wir in den letzten beiden Episoden bereits gelernt. In der dritten Episode zum Thema Relativitätstheorie betrachten wir nun noch Verhalten und Bedeutung der Masse, um Einsteins berühmte Formel E = mc^2 zu vervollständigen. Anschließend machen wir noch einen Ausflug in die vierte Dimension und sprechen über Raumzeit, normierte Raumzeitlängen und deren Interpretationsmöglichkeiten.

In der zweiten von vier Episoden über die Relativitätstheorie fliegen wir kreuz und quer durch das Universum und beobachten dabei, wie sich Zeit und Raum bei uns und bei anderen Weltraumpendlern verhalten. Dadurch versuchen wir die Frage zu beantworten, ob die Gesetze des Universums einleuchtender wirken, wenn man stillsteht, sich langsam fortbewegt oder mit nahezu Lichtgeschwindigkeit durch das All fliegt.

In der ersten von vier Episoden sprechen wir über Licht und Lichtgeschwindigkeit. Somit schaffen wir in einer kleinen Einführung die ersten Grundlagen um Einsteins berühmte Formel E = mc^2 ein Stückchen näher zu kommen.

In dieser Episode versuchen wir mithilfe von 6 Beinen 10 Pakete auf dem kürzesten Weg auszuliefern. Dazu definieren wir erstmal unser Optimierungsproblem und stellen fest, dass es über 3,6 Millionen Routen gibt, auf denen wir die Pakete ausliefern können. Um nicht jede Route ausprobieren zu müssen, sprechen zunächst mit Dr. Sechsbein von der Insektenuniversität in Regensburg darüber, wie Ameisen mithilfe von Botenstoffen den kürzesten Weg zum Futter finden. Dieses Wissen wenden wir dann an, um unser Problem mithilfe des Computers und einem dem Verhalten der Ameisen nachgeahmten Algorithmus zu lösen, und das ohne 3,6 Millionen mögliche Routen auszuprobieren. Um es mit den Worten von Dr. Sechsbein zu sagen: "Nicht nur die Ameise kann vom Menschen lernen, auch der Mensch von der Ameise."

In die Vergangenheit des Universums zurückzuschauen und bisher verborgene Objekte sichtbar zu machen zählt zu den Hauptzielen des neuen James-Webb-Weltraumteleskops. In der Nacht auf Dienstag den 12. Juli wurde dann das erste Bild von US Präsident Joe Biden präsentiert. Es zeigt die tiefste und schärfste Infrarotaufnahme, die je gemacht wurde – samt Galaxien, die nur 600 Millionen Jahre nach dem Urknall entstanden. Aber wie sind solch faszinierende Aufnahmen überhaupt möglich? Mit welchen Instrumenten arbeitet das JWST und wo platziert man ein solch riesiges Teleskop?

Musik ist einfach etwas wunderbares, egal in welcher Stimmung man ist, es gibt immer einen passenden Song. Auch selber Musik zu machen ist meist Balsam für die Seele. Aber was ist eigentlich ein Ton physikalisch gesehen? Warum klingt eine Trompete so anders als ein Klavier? Und warum passen manche Töne gut zusammen und andere nicht?

Wenn ein dreidimensionaler geschlossener Raum einfach-zusammenhängend ist, dann ist dieser Raum topologisch identisch mit der dreidimensionalen Sphäre.

Das haben wir bereits in Episode 20 als Poincaré-Vermutung kennengelernt. Heute beschäftigen wir uns nochmals mit dieser Vermutung, allerdings um ein bisschen mehr zu verstehen, was solch abstrakte Ideen mit uns und dem Universum zu tun haben. Außerdem schauen wir uns die Geschichte des Beweises und die sogenannte Geometrisierungsvermutung an. Es ist also wieder an der Zeit euch euer Handtuch zu schnappen, den Daumen rauszuhalten...und natürlich das Wichtigste: KEINE PANIK.

Zu Risiken und Nebenwirkungen lesen sie die Podcast Beilage und fragen sie Ihren behandelnden Mathematiker oder Physiker.

Eine stationär arbeitende Einrichtung, die kontinuierlich Energie als Wärme aufnimmt und mechanische Arbeit abgibt, heißt Wärmekraftmaschine. Und genau um die geht es in dieser Episode. Also endlich wieder ein bisschen Thermodynamik. Dazu schauen wir uns die nötigen Prozessschritte an, grenzen die Wärmekraftmaschine von der Verbrennungskraftmaschine ab und nutzen den 2. Hauptsatz der Thermodynamik und den Carnot-Wirkungsgrad, um den Prozess noch zu verbessern. Und wofür braucht man das noch, Kohle- und Gaskraftwerke werden doch abgeschaltet? Um es mit den Worten meines damaligen Thermo-Profs zu sagen, stay tuned...

Heute begeben wir uns auf eine Reise in die Welt der Topologie. Vielleicht fragst du dich jetzt: Wohin, bitte?! Kurz gesagt, ist die Topologie ein Teilbereich der Mathematik, der sich mit den Eigenschaften von Räumen beschäftigt. Warum sowas interessant ist?! Na ja, unserer Alltagserfahrung nach leben wir in einer dreidimensionalen Welt und deshalb ist auch diese ein solcher mathematischer Raum. Wenn wir ehrlich sind, kennen wir vom Universum jedoch nur einen kleinen Ausschnitt: In unserer unmittelbaren Umgebung lässt sich jeder Punkt durch drei Koordinaten eindeutig darstellen, so wie wir das in der Schule gelernt haben. Eine solche lokale Karte beschreibt unsere Umgebung – nicht aber das gesamte Universum. Der berühmte Mathematiker Poincaré fragte sich nun: Wie können dreidimensionale Räume global aussehen? Um diese Frage zu beantworten, versuchte Poincaré auch den einfachsten dreidimensionalen Raum, die 3-dimensionale Sphäre, zu charakterisieren. Dazu stellte er die berühmte Poincaré Vermutung auf, die ab dem Jahr 2000 zu den Millennium-Problemen zählt. Und genau um dieses Problem soll es heute gehen.