Schlafreise durchs Universum

In fünf Milliarden Jahren verwandelt sich unsere Sonne in einen Roten Riesen, doch die Erde wird schon viel früher unbewohnbar: Diese Folge erklärt, warum die Sonne stetig heller wird, wie in etwa einer Milliarde Jahren ein außer Kontrolle geratener Treibhauseffekt die Ozeane verdampfen lässt und weshalb bis heute umstritten ist, ob die Erde beim Aufblähen der Sonne verschluckt wird oder ihr knapp entkommt. Von der Heliumfusion und dem Heliumblitz über den planetarischen Nebel bis zum Weißen Zwerg als letztem Sternenrest zeichnen wir den gesamten Lebensweg unseres Sterns nach, eingeordnet in aktuelle astrophysikalische Forschung, und werfen dabei einen Blick auf das enge Zeitfenster, in dem die Erde als bewohnbarer Planet überhaupt existiert.QuellenSchröder, K.-P., & Connon Smith, R. (2008). Distant future of the Sun and Earth revisited. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 386(1), 155–163. (Peer-reviewte Fachzeitschrift, Standardquelle zur Frage der Erdvernichtung durch die Sonne.)O'Malley-James, J. T., Greaves, J. S., Raven, J. A., & Cockell, C. S. (2013). Swansong biospheres: Refuges for life and novel microbial biospheres on terrestrially dead planets. International Journal of Astrobiology, 12(2), 99–112. (Peer-reviewte Fachzeitschrift, zum gestuften Rückzug des Lebens.)Rybicki, K. R., & Denis, C. (2001). On the final destiny of the Earth and the Solar System. Icarus, 151(1), 130–137. (Peer-reviewte Fachzeitschrift, frühe Modellrechnung zum Erde-Sonne-Szenario.)Farihi, J. (2016). Circumstellar debris and pollution at white dwarf stars. New Astronomy Reviews, 71, 9–34. (Peer-reviewter Übersichtsartikel, zu Trümmerscheiben und verunreinigten Weißen Zwergen als Beleg für zerstörte Planetensysteme.)Werbefrei hören: Wir testen gerade ein kleines Abo für alle, die diesen Podcast ganz ohne Werbung hören möchten. Für 0,99 € im Monat unterstützt du uns direkt, und wir müssen keine Werbung mehr schalten: Jetzt werbefrei hören.

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⁠⁠⁠Das Periodensystem der Elemente⁠⁠⁠⁠

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Ein Tag im Jahr X - Alltagsgeschichten

Irgendwann endet alles, auch der Kosmos selbst. Aber wie? Diese Folge führt ruhig und wissenschaftlich fundiert durch die fünf Szenarien, die die moderne Kosmologie ernsthaft diskutiert: den Wärmetod mit seinen unvorstellbar langen Zeitaltern erlöschender Sterne und verdampfender schwarzer Löcher, das große Zerreißen durch eine außer Kontrolle geratende dunkle Energie, den großen Kollaps als Spiegelbild des Urknalls, zyklische Modelle mit immer neuen Anfängen und schließlich den Vakuumzerfall, der jederzeit eintreten könnte. Wir schauen dabei genau hin, woran diese Frage eigentlich hängt: an der Natur der dunklen Energie, die rund neunundsechzig Prozent des Universums ausmacht und die wir bis heute nicht verstehen. Am Ende steht ein überraschend tröstlicher Gedanke über die kurze, helle Epoche, in der wir gerade leben.QuellenAdams, F. C., & Laughlin, G. (1997). A dying universe: The long-term fate and evolution of astrophysical objects. Reviews of Modern Physics, 69(2), 337–372.Caldwell, R. R., Kamionkowski, M., & Weinberg, N. N. (2003). Phantom energy and cosmic doomsday. Physical Review Letters, 91(7), 071301.Dyson, F. J. (1979). Time without end: Physics and biology in an open universe. Reviews of Modern Physics, 51(3), 447–460.Planck Collaboration. (2020). Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters. Astronomy & Astrophysics, 641, A6.Riess, A. G., et al. (1998). Observational evidence from supernovae for an accelerating universe. The Astronomical Journal, 116(3), 1009–1038.Degrassi, G., et al. (2012). Higgs mass and vacuum stability in the Standard Model at NNLO. Journal of High Energy Physics, 2012(8), 98.DESI Collaboration. (2024). DESI 2024 VI: Cosmological constraints from baryon acoustic oscillations. arXiv:2404.03002.

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Ein Tag im Jahr X - Alltagsgeschichten

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Es ist älter als unser Sonnensystem, entstand einst im Zusammenprall zweier Neutronensterne und liegt heute doch in jedem Smartphone, in jeder Zahnfüllung, in jedem Goldbarren einer Zentralbank. Diese Folge erzählt die Geschichte des Elements Gold von seiner kosmischen Herkunft über seine chemischen Eigenschaften bis zu seiner Rolle in Hochkulturen von Ägypten bis zu den Inka. Wir schauen auf die ersten Goldmünzen im antiken Lydien, auf den amerikanischen Goldrausch des neunzehnten Jahrhunderts, auf das Ende des Goldstandards und auf die gescheiterte Suche der Alchemie nach künstlichem Gold. Dazu geht es um moderne Goldgewinnung, um Konfliktgold und Quecksilberbelastung im informellen Bergbau sowie um Golds heutige Bedeutung in Medizin, Elektronik und Raumfahrt. Eine Folge über ein Metall, das Geschichte, Wirtschaft und Kosmos auf eigentümliche Weise miteinander verbindet.

Quellen

Bernstein, P. L. (2000). The power of gold: The history of an obsession. Wiley.Eichengreen, B. (2008). Globalizing capital: A history of the international monetary system (2. Aufl.). Princeton University Press.Kasen, D., Metzger, B., Barnes, J., Quataert, E., & Ramirez-Ruiz, E. (2017). Origin of the heavy elements in binary neutron-star mergers from a gravitational-wave event. Nature, 551(7678), 80–84.Renfrew, C. (1978). Varna and the social context of early metallurgy. Antiquity, 52(206), 199–203.U.S. Geological Survey. (2024). Mineral commodity summaries: Gold. U.S. Department of the Interior.World Gold Council. (2024). Gold demand trends. World Gold Council.

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Warum gibt es überhaupt etwas und nicht nichts? Diese Folge nimmt dich mit zu einem der größten ungelösten Rätsel der Physik, der Antimaterie. Wir klären, was Antimaterie eigentlich ist, wie Paul Dirac ihre Existenz 1928 vorhersagte und wie Carl Anderson das Positron nur vier Jahre später tatsächlich nachwies. Im Zentrum steht die Frage, warum der Urknall nicht zu gleichen Teilen Materie und Antimaterie hervorbrachte, die sich sofort gegenseitig ausgelöscht hätten, sondern ein winziger Materieüberschuss übrig blieb, aus dem alles besteht, was wir heute kennen. Wir sprechen über die CP-Verletzung, aktuelle Experimente am CERN zum Fallverhalten von Antimaterie, die Suche nach Antimaterie im Kosmos und ganz nebenbei über die Antimaterie, die in jedem menschlichen Körper und in jeder reifen Banane entsteht. Außerdem geht es um die Idee eines gespiegelten Antimaterie-Universums vor unserem eigenen Urknall und darum, warum ein Antrieb für Raumschiffe, der auf Antimaterie basiert, auch weiterhin reine Zukunftsmusik bleibt.QuellenDirac, P. A. M. (1928). The quantum theory of the electron. Proceedings of the Royal Society A, 117(778), 610–624.Canetti, L., Drewes, M., & Shaposhnikov, M. (2012). Matter and antimatter in the universe. New Journal of Physics, 14, 095012.Anderson, C. D. (1933). The positive electron. Physical Review, 43(6), 491–494.CERN. (2023). Antimatter falls down, not up. https://home.cernBoyle, L., Finn, K., & Turok, N. (2018). CPT-symmetric universe. Physical Review Letters, 121(25), 251301.

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Was braucht es wirklich, um Astronautin zu werden? Diese Folge erzählt den Weg eines fiktiven Kindes von der ersten Beobachtung der Internationalen Raumstation über Schulzeit, Studium und Forschungsjahre bis zum Auswahlverfahren der ESA und dem eigentlichen Raketenstart. Anhand des realen Auswahlprozesses von 2021 und 2022, mit über 22.500 Bewerbungen und nur 17 ausgewählten Personen, zeigt die Folge, welche Qualifikationen, Eigenschaften und welche Geduld dieser seltene Beruf tatsächlich verlangt, von der ersten Neugier im Kindergarten bis zum Blick auf die Erde aus dem Orbit.QuellenEuropean Space Agency. (2021). Astronaut selection: Requirements and eligibility. ESA.European Space Agency. (2022, 23. November). ESA presents new generation of astronauts [Pressemitteilung Nr. 63–2022]. ESA.European Space Agency. (o. J.). Astronautische Raumfahrt – Fragen und Antworten. ESA Deutschland.National Aeronautics and Space Administration. (o. J.). International Space Station facts and figures. NASA.

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Olympus Mons ist der höchste Berg des gesamten Sonnensystems, ein gigantischer Schildvulkan auf dem Mars, der mit rund 22 Kilometern Höhe den Mount Everest um mehr als das Doppelte überragt und eine Grundfläche einnimmt, die etwa der Größe Bayerns entspricht. In dieser Folge erfährst du, warum ausgerechnet auf dem Mars ein solcher Riese entstehen konnte, während auf der Erde kein Vulkan auch nur annähernd diese Dimensionen erreicht. Es geht um die fehlende Plattentektonik des Mars, die geringere Schwerkraft, die gewaltige Randböschung und die verschachtelte Gipfelcaldera des Berges. Außerdem tauchen wir in die Entdeckungsgeschichte ein, von den ersten Teleskopbeobachtungen über die Raumsonde Mariner 9 bis zu modernen Missionen wie Mars Global Surveyor und Mars Express, und werfen einen Blick auf die Frage, ob der Vulkan wirklich vollständig erloschen ist. Wir vergleichen den Giganten mit dem Mauna Kea auf Hawaii, sprechen über die geheimnisvollen Aureole-Ablagerungen rund um seine Basis und darüber, welche Herausforderungen sein gewaltiger Gipfel für künftige Marsmissionen bedeutet. Eine Reise zu einem Berg, der jede irdische Vorstellungskraft sprengt.QuellenCarr, M. H. (2006). The surface of Mars. Cambridge University Press.Plescia, J. B. (2004). Morphometric properties of Martian volcanoes. Journal of Geophysical Research, 109(E3).Werner, S. C. (2009). The global martian volcanic evolutionary history. Icarus, 201(1), 44–68.NASA Jet Propulsion Laboratory. (2023). Olympus Mons. Mars Exploration Program. https://mars.nasa.govEuropean Space Agency. (2004). Mars Express reveals Olympus Mons in unprecedented detail. https://www.esa.intFester Anhang

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Warum zeigt der Mond der Erde immer dieselbe Seite, und was verbirgt sich auf der Hälfte, die niemand von der Erde aus je gesehen hat? Diese Folge erklärt das physikalische Prinzip der gebundenen Rotation, das den Mond seit Jahrmilliarden an die Erde koppelt, und zeigt, warum die sogenannte dunkle Seite in Wahrheit genauso viel Sonnenlicht bekommt wie unsere vertraute Vorderseite. Wir blicken auf das gewaltige Südpol-Aitken-Becken, auf die überraschend unterschiedliche Kruste beider Mondhälften und auf die Missionen, die sie erstmals sichtbar machten: von der sowjetischen Sonde Lunik 3 über die Apollo-8-Astronauten bis zu Chinas Landungen mit Chang'e 4 und Chang'e 6. Außerdem geht es um Libration, jenes leichte Wackeln, durch das wir tatsächlich etwas mehr als die Hälfte des Mondes sehen, und um die Zukunft der Rückseite als möglicher Standort für Radioteleskope fernab jeder irdischen Störung. Eine Folge über Nähe, Distanz und darüber, wie viel sich hinter dem Vertrauten verbergen kann.

QuellenWieczorek, M. A., & Le Feuvre, M. (2009). Did a large impact reorient the Moon? Icarus, 200(2), 358–366.Zhao, B., Wen, Z., Di, K., et al. (2021). Chang'E-4 lander localization based on multi-source data. Journal of Remote Sensing, 25(1), 293–304.Zuber, M. T., Smith, D. E., Watkins, M. M., et al. (2013). Gravity field of the Moon from the Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) mission. Science, 339(6120), 668–671.Jolliff, B. L., Wieczorek, M. A., Shearer, C. K., & Neal, C. R. (Eds.). (2006). New views of the Moon. Mineralogical Society of America.

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Warum ist der Nachthimmel voller Vergangenheit, und warumkann nichts im Universum schneller sein als das Licht selbst? Diese Folge erzählt, wie Menschen über Jahrhunderte hinweg herausfanden, dass Licht überhaupt eine Geschwindigkeit besitzt, von Ole Rømers Beobachtungen des Jupitermondes Io bis zu Albert Michelsons hochpräzisen Messungen im 20.Jahrhundert. Sie geht dem alten Streit nach, ob Licht ein Teilchen oder eine Welle ist, und zeigt, warum am Ende beide Antworten richtig sind. Es geht um Einsteins Relativitätstheorie und ihre spürbaren Folgen für jedes Navigationsgerät, um das älteste Licht des Kosmos als Echo des Urknalls, um die Farblinien in Sternenspektren, die uns verraten, woraus ferne Welten bestehen, und um Schwarze Löcher, aus deren Innerem kein Lichtstrahl je entkommt. Am Ende steht die Frage, was es bedeutet, dass fast alles Leben auf der Erde von acht Minuten alten Sonnenstrahlen abhängt, und was verloren geht, wenn künstliches Licht den echten Sternenhimmel überstrahlt.

Quellen

Bradley, J. (1729). A letter from the Reverend Mr. JamesBradley to Dr. Edmond Halley, giving an account of a new discovered motion of the fix'd stars. Philosophical Transactions of the Royal Society, 35, 637–661.

Einstein, A. (1905). Über einen die Erzeugung undVerwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt. Annalen der Physik, 322(6), 132–148.

Einstein, A. (1905). Zur Elektrodynamik bewegter Körper. Annalen der Physik, 322(10), 891–921.

Hubble, E. (1929). A relation between distance and radialvelocity among extra-galactic nebulae. Proceedings of the National Academy of Sciences, 15(3), 168–173.

Penzias, A. A., & Wilson, R. W. (1965). A measurementof excess antenna temperature at 4080 Mc/s. The Astrophysical Journal, 142, 419–421.

Planck Collaboration. (2020). Planck 2018 results. VI.Cosmological parameters. Astronomy & Astrophysics, 641, A6.

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Ein Tag im Jahr X

Vierhundertacht Kilometer über uns lebt eine kleine Besatzung in einem Bauwerk von der Größe eines Fußballfeldes. Diese Folge begleitet einen einzigen gewöhnlichen Tag dort oben, vom Wecken um sechs Uhr Weltzeit bis zum Einschlafen in einer Koje an der Wand. Wir schauen dem Astronauten Christopher Williams über die Schulter, einem Medizinphysiker, der Ende 2025 zur Station geflogen ist, und erfahren dabei, warum es dort kein Brot gibt, wieso der Kaffee von gestern der Kaffee von heute ist und weshalb Sport an Bord keine Freizeit, sondern Pflicht ist. Es geht um Knochen, die pro Monat ein Prozent ihrer Dichte verlieren, um sechzehn Sonnenaufgänge am Tag, um Augen, die sich verändern, und um jenen dünnen blauen Streifen am Rand der Erde, der viele Menschen dort oben für immer verändert hat. Eine ruhige Reise durch einen Alltag, der von außen spektakulär aussieht und von innen erstaunlich menschlich ist.QuellenBarger, L. K., Flynn-Evans, E. E., Kubey, A., Walsh, L., Ronda, J. M., Wang, W., Wright, K. P., & Czeisler, C. A. (2014). Prevalence of sleep deficiency and use of hypnotic drugs in astronauts before, during, and after spaceflight. The Lancet Neurology, 13(9), 904–912.Lee, A. G., Mader, T. H., Gibson, C. R., Tarver, W., Rabiei, P., Riascos, R. F., Galdamez, L. A., & Brunstetter, T. (2020). Spaceflight associated neuro-ocular syndrome (SANS) and the neuro-ophthalmologic effects of microgravity. npj Microgravity, 6, 7.NASA. (2023). NASA achieves water recovery milestone on the International Space Station. National Aeronautics and Space Administration.NASA. (2025). Astronaut biography: Christopher L. Williams. National Aeronautics and Space Administration.Sibonga, J. D. (2013). Spaceflight-induced bone loss: Is there an osteoporosis risk? Current Osteoporosis Reports, 11(2), 92–98.White, F. (2014). The overview effect: Space exploration and human evolution (3rd ed.). American Institute of Aeronautics and Astronautics.Zwart, S. R., & Smith, S. M. (2022). Nutrition and human physiology in spaceflight. Annual Review of Nutrition, 42, 141–166.

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Was war vor dem Urknall? Diese Frage steht am äußersten Rand der modernen Physik und berührt zugleich unser tiefstes Nachdenken über Anfang und Zeit. In dieser Folge reisen wir dreizehn Komma acht Milliarden Jahre zurück bis an jene Grenze, an der Raum und Zeit selbst ihre Bedeutung verlieren. Warum der Urknall keine Explosion war, weshalb die Relativitätstheorie und die Quantenmechanik ausgerechnet am Anfang des Universums nicht zusammenpassen, und was eine Singularität eigentlich verbirgt, klärt der Einstieg. Danach entfalten sich die großen konkurrierenden Modelle in Ruhe: das zyklische Universum, das ekpyrotische Modell kollidierender Branen, Roger Penroses konforme zyklische Kosmologie, die ewige Inflation mit ihrem Multiversum und der sanfte Anfang ohne Grenze von Hawking und Hartle. Am Ende geht es um die ehrliche Frage, wie sich solche Ideen je prüfen lassen und welche Hoffnung in Gravitationswellen und der kosmischen Hintergrundstrahlung liegt. Eine ruhige Reise an den Beginn der Zeit, zum Entspannen und Staunen.QuellenGuth, A. H. (1997). The inflationary universe: The quest for a new theory of cosmic origins. Addison-Wesley.Hawking, S. W., & Hartle, J. B. (1983). Wave function of the universe. Physical Review D, 28(12), 2960–2975.Penrose, R. (2010). Cycles of time: An extraordinary new view of the universe. Bodley Head.Steinhardt, P. J., & Turok, N. (2007). Endless universe: Beyond the Big Bang. Doubleday.

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