Aktuelles
Mit Künstlicher Intelligenz den Rätseln des Alls auf der Spur
mit Dr. Philipp Eller von der Technischen Universität München
Neutrinos sind wie geheimnisvolle Reisende, die wertvolle Informationen über das Universum im Gepäck haben. Ihre kosmischen Botschaften deponieren sie bei ihren seltenen Zusammenstößen mit dem Eis des IceCube-Neutrino-Detektors. Doch um diese Nachrichten aus dem All in den riesigen Datenmengen aufzuspüren und zu entziffern, braucht es ausgeklügelte Methoden. Künstliche Intelligenz spielt dabei eine zentrale Rolle. Dr. Philipp Eller von der Technischen Universität München erklärt an diesem Café & Kosmos Abend, wie Künstliche Intelligenz in der Physik dazu beiträgt, die Geheimnisse des Universums zu erforschen und Entdeckungen zu machen, die sonst verborgen blieben.
70 Jahre CERN: Meilensteine in der Teilchenphysik
mit Dr. Sven Menke vom Max-Planck-Institut für Physik
Vor 70 Jahren wurde das CERN bei Genf in der Schweiz gegründet. Dies war auch die Geburtsstunde eines beispiellosen Forschungsprojekts: Die Planung und der Bau des Large Hadron Colliders (LHC), ein Teilchenbeschleuniger, mit dem Forschende aus der ganzen Welt die Geheimnisse der Materie und des Universums ergründen wollen.
Dr. Sven Menke vom Max-Planck-Institut für Physik schildert, welche Erkenntnisse wir seither gewonnen haben und welche Rolle der ATLAS-Detektor dabei spielte. Außerdem wirft er einen Blick in die Zukunft: Was dürfen wir von der technischen Modernisierung des LHC erwarten, die in den nächsten Jahren ansteht - und wie geht es danach in der experimentellen Hochenergiephysik weiter?
Wissenschaft in der Schwerelosigkeit
mit Dr. Lucas Kreuzer von der Technischen Universität München
Ohne Gravitationskraft verhält sich vieles ganz anders, als wir es gewohnt sind: Eine brennende Kerze etwa ist in der Schwerelosigkeit keine gelbe Flamme, sondern eine bläuliche Kugel. Seifenblasen erweisen sich als überraschend dickhäutig, Körnchen finden sich zu Häufchen zusammen. Experimente in Schwerelosigkeit lassen uns Prozesse verstehen, die sonst von der Gravitation überlagert sind und wir können diese mit hoher Präzision messen. Der Aufwand ist allerdings groß, egal ob an Bord eines Parabelflugs, einer Rakete oder auf der Internationalen Raumstation ISS.
Dr. Lucas Kreuzer von der Technischen Universität München berichtet an diesem Café & Kosmos von seinen eigenen Erfahrungen mit Schwerelosigkeit, und von den Experimenten und Erkenntnissen, die er dabei gemacht hat.
Dunkle Materie: Test eines umstrittenen Signals
mit Kumrie Shera und Dr. Martin Stahlberg vom Max-Planck-Institut für Physik
Weltweit gibt es etwa 20 Experimente, die nach der rätselhaften Dunklen Materie suchen. Bisher konnte keines die Substanz nachweisen - bis auf eine Ausnahme: Das DAMA/LIBRA-Experiment behauptet seit 1998, ein Signal zu messen. Allerdings konnte bisher keine andere Forschungsgruppe dieses Ergebnis bestätigen. Mit COSINUS startet jetzt ein Experiment, das den vermeintlichen Dunkle-Materie-Nachweis nachprüfen will. In wenigen Jahren wissen wir hoffentlich, ob DAMA wirklich Dunkle Materie gemessen hat. Kumrie Shera und Dr. Martin Stahlberg vom Max-Planck-Institut für Physik erklären, wie das neue Experiment aufgebaut ist und wie es funktioniert.
Großräumige Strukturen und die Geschichte des Universums
mit Dr. Julia Stadler vom Max-Planck-Institut für Astropysik
Die großräumige Verteilung von Galaxien liefert wichtige Informationen über die Anfangsbedingungen im frühen Universum und darüber, wie sich der Kosmos seitdem entwickelt hat. Insbesondere tragen sie dazu bei, die Natur der Dunklen Energie zu entschlüsseln, die die Ausdehnung des Universums beschleunigt. Mehrere neue Instrumente werden in den kommenden Jahren diese großräumigen Strukturen mit bisher unerreichter Genauigkeit vermessen.
Dr. Julia Stadler vom Max-Planck-Institut für Astrophysik gibt uns an diesem Café & Kosmos Abend einen kurzen Überblick über unser theoretisches Verständnis von der Entwicklung des Universums und was wir bisher über die Entstehung der großräumigen Strukturen wissen. Diskutieren Sie mit uns, wie wir die Theorie mit den Beobachtungen vergleichen und so weiter verfeinern können.
Galaxienhaufen - Giganten des Universums
mit Dr. Sebastian Bocquet von der Ludwig-Maximilians-Universität München
Der Astrophysiker Dr. Sebastian Bocquet von der Ludwig-Maximilians-Universität München erklärt an diesem Abend seine aktuelle Forschung an Galaxienhaufen.
Licht im Dunkel der Tiefe
mit Dr. Kilian Holzapfel von der Technischen Universität München
Dr. Kilian Holzapfel von der Technischen Universität München berichtet an diesem Café & Kosmos Abend, was die Wissenschaftler bereits über die Biolumniszenz am Meeresgrund herausgefunden haben - und was sie mit P-ONE über das Ökosystem Tiefsee lernen können.
Das frühe Universum: Welche Rolle spielen magnetische Monopole?
mit Maximilian Bachmaier vom Max-Planck-Institut für Physik und der LMU
Gut begründete Theorien vermuten, dass diese Kräfte im noch jungen und sehr heißen Universum zu einer einzigen vereint waren. Diese Theorien sagen die Existenz von magnetischen Monopolen vorher, also Magnete, die jeweils nur einen Süd- oder einen Nordpol haben. Allerdings wären diese Monopole in einem solchen Übermaß vorhanden, dass das Universum, wie wir es beobachten, gar nicht existieren könnte. Wie lässt sich dieser Zusammenhang erklären und warum hat man die magnetischen Monopole bisher nicht entdeckt?
Maximilian Bachmaier vom Max-Planck-Institut für Physik und der LMU erklärt das magnetische Monopol-Problem – und er stellt einen möglichen Lösungsansatz vor.
Wetterbericht aus dem All: Polarlichter und Stromausfall
mit Eva Sextl von der Ludwig-Maximilians-Universität München
Die Astrophysikerin Eva Sextl von der Universitätssternwarte der LMU gibt an diesem Abend einen Einblick in diese komplexen Vorgänge. Und sie erzählt die Geschichte der japanischen Amateurastronomin Hisako Koyama, deren jahrzehntelangen Sonnenbeobachtungen entscheidend zum Verständnis der Sonnenflecken und damit des Weltraumwetters beigetragen haben.
Was uns Neutrinos über die Milchstraße verraten
mit Dr. Martina Karl von der Technischen Universität München
Kalt, kälter, CRESST: Die Suche nach Dunkler Materie
mit Anna Bertolini und Dominik Fuchs vom Max-Planck-Institut für Physik
Physik aus einem anderen Universum
mit Julian Miczajka vom Max-Planck-Institut für Physik(MPP)
Die Materie-Antimaterie-Falle
mit Dr. Eve Stenson vom Max-Planck-Institut für Plasmaphysik(IPP)
Die Stringtheorie – der Schlüssel zum Universum
mit Davide de Biasio vom Max-Planck-Institut für Physik
Teilchenbeschleuniger bringt Licht in die Dunkle Materie
mit Jonas Würzinger vom Exzellenzcluster ORIGINS
Gamma-Astronomie: Den energiereichsten Objekten im Universum auf der Spur
mit Dr. Axel Arbet-Engels vom Max-Planck-Institut für Physik
Tanz der Giganten: Wie Galaxienhaufen Teilchen beschleunigen
mit Ludwig Böss von der Ludwig-Maximilians-Universität München
Was Neutrinos uns über das Universum verraten
mit Dr. Theo Glauch von der Technischen Universität München
Sind Neutrinos ihre eigenen Antiteilchen?
mit Dr. Michael Willers von der Technischen Universität München
Astrochemische Evolution: Von Sternen zu Leben
mit Dr. Alexander Ruf vom Exzellenzcluster ORIGINS
10 Jahre Higgs-Boson – Rückschau und Ausblick
mit Dr. Dominik Duda vom Max-Planck-Institut für Physik (MPP) und Exzellenzcluster ORIGINS
Das dunkle, schwere Herz der Milchstraße
mit Dr. Odele Straub vom Exzellenzcluster ORIGINS und Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE)
Pallasite: Das Rätsel um die schönsten Meteoriten des Sonnensystems
mit Dr. Nicolas Walte von der Technischen Universität München
Dieser Abend findet als Online-Veranstaltung statt. Zugangsdaten erhalten Sie unter cafe-kosmos[at]origins-cluster.de.
Klein aber fein: Mit Kristallen auf der Suche nach Dunkler Materie
mit Johannes Rothe vom Max-Planck-Institut für Physik (MPP)
Dieser Abend findet als Online-Veranstaltung statt. Zugangsdaten erhalten Sie unter cafe-kosmos[at]origins-cluster.de.
Das Rätsel der Neutronensterne
mit Prof. Dr. Laura Fabbietti von der Technischen Universität München
Dieser Abend findet als Online-Veranstaltung statt. Zugangsdaten erhalten Sie unter cafe-kosmos[at]origins-cluster.de.
eROSITA – Röntgenaugen blicken auf den Himmel
mit Dr. Peter Predehl vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Dieser Abend findet als Online-Veranstaltung statt. Zugangsdaten erhalten Sie unter cafe-kosmos[at]origins-cluster.de.
Die Stringtheorie: Was ist das eigentlich?
mit Dr. Veronica Errasti Diez vom Max-Planck-Institut für Physik
Dieser Abend findet als Online-Veranstaltung statt. Zugangsdaten erhalten Sie unter cafe-kosmos[at]origins-cluster.de.
Künstliche Intelligenz kombiniert
mit Torsten Enßlin und Jakob Knollmüller vom Max-Planck-Institut für Astrophysik
An diesem Café-und-Kosmos-Abend werden die beiden Wissenschaftler erklären, welche Methoden hier zum Einsatz kommen und warum dies ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer universell schlussfolgernden künstlichen Intelligenz ist.
Dieser Abend findet im Ampere/Muffatwerk, Zellstr. 4 in München statt!
Dieser Vortrag wird unterstützt vom Arbeitskreis für Physik, Informationstechnologie und künstliche Intelligenz (AKPIK) der DPG.
Gammablitze – strahlende Energiemonster im Universum
mit Dr. Moritz Hütten vom Max-Planck-Institut für Physik
Aus dem Gleichgewicht – wie Wärmeflüsse dem frühen Leben auf die Sprünge halfen
mit Dr. Christof Mast von der Ludwig-Maximilians-Universität München
Ohne Unschärfe: Quantenmechanik
mit Prof. Dr. Kai Müller von der Technischen Universität München
Wie schnell dehnt sich das Universum aus?
mit Dr. Stefan Hilbert von der Ludwig-Maximilians-Universität München
Sternenstaub im antarktischen Schnee
mit Dr. Gunther Korschinek von der Technischen Universität München
Fundamentale Kräfte und neue Teilchen: Was wir in den nächsten Jahren entdecken werden
mit Prof. Dr. Andreas Weiler von der Technischen Universität München
Schwarze Löcher nah und fern
mit Prof. Thomas Boller vom MPI für Extraterrestrische Physik
Die Entstehung und Verstärkung von Magnetfeldern in Galaxien
mit Ulrich Steinwandel vom MPI für Astrophysik und der LMU
Die Dunkle Energie und die bechleunigte Ausdehnung des Universums
mit Prof. Dr. Jochen Weller vom der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU)
Wenn Teilchen Wellen reiten: Teilchenbeschleuniger der Zukunft (II)Was kommt nach dem LHC?
mit Prof. Dr. Allen Caldwell vom Max-Planck-Institut für Physik
Was kommt nach dem LHC? Die Teilchenbeschleuniger der Zukunft
mit Dr. Stefan Kluth vom Max-Planck-Institut für Physik
Das Universum, die Stringtheorie und das Sumpfland
mit Dr. Florian Wolf vom Max-Planck-Institut für Physik
Warum scheint die Sonne?
mit Prof. Dr. Stefan Schönert von der Technischen Universität München
Strahlung im Weltall – Wie schützen wir Astronauten auf dem Weg zum Mars?
mit Martin J. Losekamm von der Technischen Universität München
Ein Jahr am Südpol: Forschen und Leben im ewigen Eis
mit Dr. Martin Wolf von der Technischen Universität München
Planetenbabys gesucht – wie Astronomen versuchen, Planeten bei der Geburt zu beobachten
mit Prof. Dr. Til Birnstiel von der Ludwig-Maximilians-Universität München
Ein Stern wird rot... und gibt Einstein recht
mit Dr. Oliver Pfuhl (MPE)
Foto © ESO/M. Kornmesser
Das Neutrino auf der Waage
mit Prof. Dr. Susanne Mertens (MPP)
Großbaustelle unter Tage: Wie ein neuer Detektor für Dunkle Materie entsteht
mit Dr. Tina Pollmann von der TUM
Das Belle II-Experiment: Phänomenen jenseits des Standardmodells auf der Spur
mit Prof. Dr. Thomas Kuhr von der LMU und Forscher im Exzellenzcluster Universe
Gamma-Astronomie: Der Blick in die Tiefe des Weltalls
mit Dr. Martin Will vom Max-Planck-Institut für Physik
Und nirgends eine Teflonpfanne: Wissenschaftliche Fragen und Technologie-Entwicklung rund um die Astronomie
mit Dr. Frank Grupp vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Lichtspur des Urknalls
mit Prof. Simon White vom Max-Planck-Institut für Astrophysik
Neutrinos und der Materieüberschuss - die Suche nach dem neutrinolosen Doppelbetazerfall
mit Dr. Béla Majorovits vom Max-Planck-Insitut für Physik
Kollidierende Neutronensterne - wie Gold, Platin und Uran entstehen
mit Prof. Dr. Hans-Thomas Janka vom Max-Planck-Insitut für Astrophysik
Axionen und Mikrowellen – ein neues Experiment zum Nachweis Dunkler Materie
mit Stefan Knirck vom Max-Planck-Institut für Physik
Wahrheit und Wahrscheinlichkeit: Informationstheorie in All & Alltag
PD Dr. Torsten Enßlin vom Max-Planck-Institut für Astrophysik
Interstellare Raumfahrt zu nahen Exoplaneten - ein Traum rückt näher
mit Prof. Dr. Markus Kissler-Patig von der Europäischen Südstenwarte (ESO)
Wie viele Dimensionen hat unsere Welt?
mit Dr. Patrick Vaudrevange von der Technischen Universität München
ALMA - das weltgrößte Radio-Observatorium
mit Dr. Wolfgang Wild von der Europäischen Südsternwarte
Das Weltraum im Labor
mit Dr. Vadim Burwitz vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Licht ins Dunkel - experimentelle Suche nach Dunkler Materie
mit Dr. Raimund Strauss vom Max-Planck-Institut für Physik
Planeten, entstanden aus Gas und Staub
mit Prof. Dr. Barbara Ercolano von der Ludwig-Maximilians-Universität
Astronomie vor Kopernikus: Sternkunde in Byzanz
mit Alberto Bardi von der Ludwig-Maximilians-Universität
Navigation im Weltraum: Pulsare als kosmische Wegweiser
mit Mike Georg Bernhardt vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Gravitationswellen: Beben der Raumzeit
mit Dr. Ewald Müller vom Max-Planck-Institut für Astrophysik
Dark matters: Ein Einblick in die dunkle Seite des Universums
mit Maximilian Totzauer vom Max-Planck-Institut für Physik
Sein oder Nichtsein: Existiert Schrödingers Katze?
mit Dr. Johannes Kofler vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik
Warum gibt es mehr Materie als Antimaterie?
mit Prof. Dr. Björn Garbrecht von der Technischen Universität München
Was uns historische Supernova-Überreste verraten
mit Dr. Wolfgang Kerzendorf von der Europäischen Südsternwarte
Die Erforschung von explodierenden Sternen (Supernovae) trägt maßgeblich dazu bei, die Entstehung des Universums zu verstehen: Während ihres energiereichen Todes schmieden diese Sternexplosionen Elemente, aus denen felsige Planeten wie unsere Erde bestehen; wie etwa Eisen und Silizium. Dadurch verändern sie unser Universum.
Supernovae faszinieren seit jeher die Menschheit, aber erst im vergangenen Jahrhundert wurde es möglich, ein Verständnis für diese flüchtigen Ereignisse zu entwickeln. Dr. Wolfgang Kerzendorf von der Europäischen Südsternwarte berichtet über historische Supernovae sowie über modernste Erkenntnisse auf diesem Gebiet.
Wie heiß war der Urknall?
Dr. Marco Drewes von der Technischen Universität München (TUM)
Die kosmische Mikrowellenstrahlung liefert ein Bild des Universums, als es ungefähr 300.000 Jahre alt war. Es ist quasi das erste Ultraschallbild des Embryos Weltall. Wir sehen auf ihm, dass der Kosmos einige tausend Grad heiß war, aber dass es von Bildpunkt zu Bildpunkt winzige Unterschiede in der Temperatur gab. Was sagt uns dieses erste Abbild des Weltalls über seinen Ursprung? Welche Rückschlüsse können wir zum Beispiel auf die Temperatur des Urknalls ziehen? Was war mit der Materie, die ganz am Anfang noch zu einer heißen „Ursuppe“ komprimiert war – ein Zustand, für den sich die Teilchenphysiker sehr interessieren? Und welchen Zusammenhang gibt es zwischen dieser Babyphase und dem heutigen, „erwachsenen“ Zustand des Universums mit seinen Galaxien, Sonnensystemen und Schwarzen Löchern?
Dr. Marco Drewes von der TU München wird an diesem Café & Kosmos Abend mit dem Publikum diskutieren, in welcher Weise rund 300.000 Jahre nach dem Urknall bereits die Weichen für die gesamte spätere Entwicklung des Kosmos gestellt waren.
Top Quarks - zerbrechliche Giganten der Quantenwelt
Andreas Maier vom Max-Planck-Institut für Physik (MPP)
Große Beschleunigeranlagen wie der LHC am CERN geben uns Zugang zur Physik der Top Quarks, den Schwergewichten der Teilchenwelt: Die Masse dieser punktförmigen Elementarteilchen kommt der eines Goldatoms nahe. Mit einer Lebensdauer von weniger als dem Billionsten Teil des Billionsten Teils einer Sekunde sind sie sogar in der extremen Welt der Elementarteilchen etwas besonderes. Ihre Eigenschaften beeinflussen maßgeblich die Vorhersagen theoretischer Modelle - angefangen von der Physik des kürzlich entdeckten Higgs-Teilchens, über die Inflation nach dem Urknall bis hin zur Stabilität des Vakuums. Andreas Maier gibt einen Einblick in die bizarre Welt der Top Quarks.
Die Geheimnisse der Galaxienhaufen
Dr. Yannick Bahe vom Max-Planck-Institut für Astrophysik (MPA)
Unsere Milchstraße liegt in einem relativ ruhigen Teil des Universums. Anderen Galaxien hingegen existieren zu tausenden eng zusammengedrängt in so genannten Galaxienhaufen. Diese größten, durch Schwerkraft gebundenen Objekte des Universums enthalten außerdem riesige Mengen an heißem Gas und einige der größten schwarzen Löcher im bekannten Universum. Durch immer bessere Beobachtungen und aufwendige Computersimulation solcher Galaxienhaufen versuchen Wissenschaftler, Antworten auf viele verschiedene Fragen zu finden: Wie entstehen Galaxien, und welche Rolle spielt ihre Umgebung dabei? Warum dehnt sich das Universum immer schneller aus? Was ist Dunkle Materie - und gibt es sie überhaupt?
Asteroiden - Gefahr aus dem All
mit Prof. Dr. Andreas Burkert von der Ludwig-Maximilians-Universität
Asteroiden sind Überreste aus der Frühphase unseres Sonnensystems und die Urbausteine der Planeten. In großer Zahl ziehen sie bis heute als Gesteinsbrocken auf teilweise chaotischen und schwer zu berechnenden Bahnen durch unser Sonnensystem. Viele Asteroiden kreuzen die Bahn der Erde und werden möglicherweise irgendwann mit ihr kollidieren. Mit einer Größe von einigen 100 Metern Durchmesser können sie eine weltweite Katastrophe auslösen, aber auch kleinere Asteroiden können auf der Erde großen Schanden anrichten. Prof. Dr. Andreas Burkert von der Ludwig-Maximilians-Universität München berichtet an diesem Abend über diese Himmelskörper und diskutiert Szenarien, wie gefährliche Objekte von ihrem Kurs auf die Erde abgelenkt werden können
Kein Leben ohne explodierende Sterne
mit Dr. Bruno Leibundgut von der Europäischen Südsternwarte (ESO)
Das Universum ist ein unruhiger Ort, in dem ständig neue Sterne entstehen und wieder vergehen. Auch unserer Sonne steht in ferner Zukunft ein - vergleichsweise - ruhiges Ende bevor. Sie wird dann neue Elemente hinterlassen, die in ihrem Inneren geformt wurden. Aus dem ursprünglich sehr einfachen Universum sind mit der Zeit sehr komplexe Strukturen entstanden, wie zum Beispiel Makromoleküle, die Leben auf Planeten erst möglich gemacht haben. Die entscheidende Rolle spielen dabei Supernovae, die in gewaltigen Explosionen schwerere Elemente erzeugen und in den interstellaren Raum verteilen. Dieses Material wird im Universum recycelt und zu neuen Sternen und Planeten verwandelt. Auch wir und unser Heimatplanet verdanken unsere Existenz vergangenen Supernova-Explosionen.
Einblicke in das extreme Universum
mit Christian Fruck und Marcel Strzys vom Max-Planck-Institut für Physik
Die klassische Astronomie beobachtet den Himmel mit Licht im sichtbaren oder infraroten Wellenlängenbereich. Daneben spielen Teleskope für Röntgenstrahlung und Radiowellen eine wichtige Rolle. Doch bei Schwarze Löchern, Pulsaren oder Überresten von Sternexplosionen, übersehen diese "Augen" wesentliche Details: Denn diese faszinierenden Objekte produzieren Gammastrahlung, ein energiereiches Licht mit sehr kurzer Wellenlänge. Diese Strahlung zu beobachten, stellt Astronomen vor große Herausforderungen. In den vergangenen Jahren haben Wissenschaftler neue, auf den Gammabereich spezialisierte Beobachtungstechniken entwickelt. Christian Fruck und Marcel Strzys stellen zwei Teleskopsysteme vor: MAGIC, das seit 2003 wertvolle Informationen über extreme kosmische Ereignisse sammelt – und CTA, ein Instrument, das in naher Zukunft in Spanien und Chile gebaut wird.
Was ist Gegenwart?
mit Prof. Dr. Martin Faessler von der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU)
Die Zeit zwischen Vergangenheit und Zukunft nennen wir Gegenwart. Die Gegenwart ist die wichtigste Zeitspanne unseres Lebens. In ihr spielt sich unser Denken, Handeln und Fühlen ab. In der Physik dagegen ist Gegenwart kein ausgezeichneter Zeitpunkt, sagen uns die Philosophen. Physikalische Gesetze gelten zu allen Zeitpunkten und für manche elementaren Prozesse sollte es sogar gleichgültig sein, ob sie vorwärts oder rückwärts in der Zeit ablaufen. Wie lange dauert die Gegenwart? Wie wird sie gemessen? Gibt es im physikalischen Sinne überhaupt eine Gegenwart? Diesen physikalischen und philosophischen Frage widmet sich Prof. Dr. Martin Faessler von der Ludwig-Maximilians-Universität im Rahmen des Café & Abends.
Gravitationswellen: Nachhall des frühen Universums
mit Dr. Fabian Schmidt vom Max-Planck-Institut für Astrophysik (MPA)
Kosmologen gehen davon aus, dass sich das frühe Universum in sehr kurzer Zeit sehr schnell ausgedehnt hat – sie sprechen von dieser Phase als Inflation. Damals entstand auch die Vorlage für das heutige „Design“ des Universums mit Galaxien, Sternen und Planeten. Allerdings fehlt bisher der Beweis für diese Hypothese. Doch die Wissenschaftler wissen, wonach sie suchen müssen: Falls die Inflation stattgefunden hat, müssten sich Gravitationswellen gebildet haben. Dabei handelt es sich um Verzerrungen der Raumzeit, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Die Existenz von Gravitationswellen wäre also der eindeutige Beleg dafür, dass es diese Episode tatsächlich gab. Im Café & Kosmos erklärt Dr. Fabian Schmidt vom Max-Planck-Institut für Astrophysik, wie Wissenschaftler dem „Echo“ der Inflation auf die Spur kommen wollen.
Live-Schaltung zum LHC am CERN: Die Jagd nach neuen Teilchen geht weiter
mit Dr. Stefank Kluth und Dr. Stefan Stonjek vom Max-Planck-Institut für Physik (MPP)
Mit einer bisher unerreichten Rekordenergie von 13 Tera-Elektronenvolt kollidieren seit dem 3. Juni 2015 die Protonen in den riesigen Detektoren am Large Hadron Collider (LHC). Damit ist der weltgrößte Beschleuniger am CERN nach zweijähriger Generalüberholung und Ausbauarbeiten wieder in Betrieb. Für die Physiker beginnt eine aufregende Zeit: Welche spannenden Entdeckungen werden die neuen, hohen Energien ermöglichen? Werden die Wissenschaftler bald neue Teilchen wie etwa die Dunkle Materie finden? Kommen die Forscher nun dem Materie-Antimaterie-Rätsel auf die Spur?
Diese und andere Fragen beantworten zwei Wissenschaftler vom Max-Planck-Insitut für Physik: Stefan Kluth, der live vom Kontrollraum des LHC zugeschaltet wird, und Stefan Stonjek vor Ort in München.
Die dunkle Seite des Universums
mit Prof. Dr. Jochen Weller von der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU)
Astronomen wissen, dass sie fast nichts von dem sehen können, was das Schicksal unseres Universums bestimmt: Unser Weltall expandiert, und das mit immer schnellerer Geschwindigkeit – aber kein Physiker weiß, welche Energie diese Ausdehnung antreibt. Weil ihre Natur noch völlig unbekannt ist, wird sie Dunkle Energie genannt. Ebenso unsichtbar ist ein Großteil der Materie im Kosmos. Sie verrät sich nur durch ihre Anziehungskraft auf Sterne, Galaxien und Licht. Weil diese Dunkle Materie selbst mit den besten Teleskopen der Welt bisher nicht direkt auszumachen war, muss sie aus einem Stoff bestehen, der weder Licht ausstrahlt noch in sich aufnimmt.
Prof. Dr. Jochen Weller von der Ludwig-Maximilians-Universität wird bei der Café & Kosmos Matinee am 12.07.2015 über die faszinierende Suche der Physiker auf der dunklen Seite des Universums sprechen.
Wie die Elemente in die Welt kamen
mit Prof. Dr. Stephan Paul von der Technischen Universität München (TUM)
Die Entstehung von Elementen ist ein Prozess, der bis heute andauert. Er begann einen Wimpernschlag nach dem Urknall, als das Universum noch sehr klein und heiß war. Die elementaren Bausteine der Materie, die Quarks, fingen an, sich zu Neutronen und Protonen zusammenzufinden. Anschließend bildeten sich die ersten Atomkerne, schweres Wasser, etwas Helium und Spuren von Lithium. Wissenschaftler gehen davon aus, dass das Universum etwa drei Minuten jung war, als diese Phase zu Ende ging. Alle weiteren Elemente wurden und werden erst viel später durch Verbrennungsprozesse in Sternen wie unserer Sonne produziert und in Supernova-Explosionen zu noch schwereren Atomen weiterverarbeitet.
Prof. Dr. Stephan Paul von der Technischen Universität München wird an diesem Café & Kosmos Abend darüber sprechen, was die Physiker bisher über die erste Phase der Entstehung der Elemente wissen und wieso ausgerechnet eine so unscheinbare Naturkonstante wie die Lebensdauer von Neutronen eine wichtige Rolle dabei spielt.
Spuren von Sternexplosionen auf dem Meeresboden
mit Peter Ludwig von der Technischen Universität München (TUM)
In Überresten fossiler, Eisen liebender Bakterien fanden Forscher des Exzellenzclusters Universe der Technischen Universität München (TUM) ein radioaktives Eisenisotop (Eisen-60), das nur in schweren Sternen gebildet wird und durch Supernova-Explosionen zu uns gelangen kann. Dies ist die erste nachgewiesene biologische Signatur einer Sternenexplosion auf unserer Erde. Die Altersbestimmung des Tiefsee-Bohrkerns aus dem Pazifischen Ozean ergab, dass die Supernova vor etwa 2,2 Millionen Jahren stattgefunden haben muss, also in etwa um die Zeit, als sich der moderne Mensch entwickelt hat.
Peter Ludwig von der TUM wird an diesem Café & Kosmos Abend darüber berichten, was uns diese Spuren über Supernova-Ereignisse in der Nähe der Erde verraten.
Galaktische Nebelhaufen: Die Könige im Universums-Zoo
mit PD Dr. Klaus Dolag vom Max-Planck-Institut für Astrophysik (MPA)
Simulationen des großräumigen Weltalls, die auf modernen Supercomputern berechnet werden, spielen bei theoretischen Untersuchungen der Strukturbildung im Universum eine bedeutsame Rolle. Sie sind wichtige Werkzeuge, um theoretisch vorhersagen zu können, wie normale und Dunkle Materie verteilt sind. Galaktische Nebelhaufen, welche praktisch die Könige im Universums-Zoo darstellen, spielen dabei eine besonders große Rolle und dienen seit jeher als ideale Objekte, mit denen sich sowohl die Zusammensetzung des Universums, dessen dynamische Entwicklung sowie eine Vielzahl von wichtigen, physikalischen Prozessen bestimmen lassen.
Das weltgrößte Fenster zum Himmel
mit Dr. Jochen Liske von der Europäischen Südsternwarte (ESO)
Im Dezember 2014 wurde offiziell mit dem Bau des European Extremely Large Telescopes (E-ELT) begonnen, das mit einem Hauptspiegel von 39 Metern Durchmesser das weltweit größte Teleskop im sichtbaren Licht und im Infraroten sein wird. Mit dem E-ELT wird die Astronomie einen gewaltigen Schritt nach vorne machen, denn das neue Super-Teleskop wird 15 Mal mehr Licht sammeln als jedes andere bisherige Teleskop und 15 Mal schärfer sehen als das Hubble Space Teleskop. Wenn es ab 2024 in Betrieb geht, wird es Bilder von erdähnlichen Planten liefern, entfernte Galaxien detailliert untersuchen und die entferntesten Objekte erforschen.
Dr. Jochen Liske von der Europäischen Südsternwarte (ESO) wird an diesem Café & Kosmos Abend über die Herausforderungen sprechen, die dieses gewaltige Projekt für Wissenschaftler und Ingenieure darstellt, über die Fortschritte, die der Bau mittlerweile gemacht hat, und welche großartigen Einsichten in unser Universum wir mit dem E-ELT gewinnen können.
Zündfunke für eine Supernova-Explosion
mit Prof. Dr. Roland Diehl vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE)
Im Januar leuchtete in der nahe gelegenen Galaxie M82 eine Supernova-Explosion auf, die zufälligerweise noch vor ihrem Helligkeitsmaximum entdeckt wurde. Nur zwei Wochen später konnten Astronomen Daten dieser Sternexplosion mit dem Weltraumteleskop INTEGRAL sammeln, das hochenergetische Gammastrahlung beobachtet. Überraschenderweise fanden die Astronomen dabei Spuren des Zerfalls von radioaktivem Nickel. Allerdings wird Nickel nach überwiegender Meinung vor allem im Zentrum des explodierenden Sterns erzeugt und sollte daher verdeckt sein und nicht direkt beobachtet werden können.
Beim nächsten Café & Kosmos wird Prof. Dr. Roland Diehl vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik berichten, wie es zu dieser Beobachtung kam, und erläutern, welche Erklärungen die Wissenschaftler dafür haben.
Wie sieht das Innere der Materie aus?
mit Dr. Iris Abt vom Max-Planck-Institut für Physik (MPP)
Atomkerne bestehen aus Protonen und Neutronen. In dieser Umgebung verhalten sie sich wie kleine Kugeln. Aber wenn man sie mit hochenergetischen Teilchen beschießt, erkennt man, dass diese Kugeln eine interne Struktur haben. Eine Einführung in die Welt der Quarks und Gluonen und in die experimentellen Methoden, wie man sie entschlüsselt, gibt an diesem Abend Dr. Iris Abt vom Max-Planck-Institut für Physik.
CRESST - Licht ins Dunkel der Materie
mit Florian Reindl vom Max-Planck-Institut für Physik (MPP)
Im Universum gibt es viel mehr Dunkle Materie als gewöhnliche Materie. Obwohl astronomische Beobachtungen das schon vor über 80 Jahren nahelegten, ist noch immer unklar, woraus die Dunkle Materie besteht. Bisher nicht nachgewiesene Elementarteilchen, die sogenannten WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles), könnten des Rätsels Lösung sein. Zahlreiche Experimente rund um den Globus fahnden nach diesen scheuen Teilchen, eines davon ist CRESST in Italien.
Warum befindet sich CRESST 1400 m unter dem Bergmassiv des Gran Sasso? Warum sind tiefe Temperaturen von nur einem hundertstel Grad über dem absoluten Nullpunkt notwendig? Was ist der aktuelle Ermittlungsstand in Sachen WIMPs? Diese und weitere Fragen beantwortet Florian Reindl vom Max-Planck-Institut für Physik.
Raumsonde Rosetta - Verabredung mit einem Kometen
mit Prof. Dr. Gerhard Haerendel vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE)
Am 2. März 2004 startete die Rosetta-Mission zum Kometen Churyumov-Gerasimenko. Mit an Bord befindet sich das kleine Landegerät "Philae" (mit einer am MPE gebauten Harpune), das auf dem Kern landen wird und dort wissenschaftliche Messungen durchführen soll. Dadurch erhoffen sich die Wissenschaftler neue Erkenntnisse zur Entstehung unseres Sonnensystems, der Erde und vielleicht auch der Entstehung des Lebens. Diskutieren Sie mit über die besonderen Anforderungen eines derartigen Projekts und über die Faszination, Kometen in unserem Sonnensystem zu erforschen.
Die Suche nach der zweiten Erde
mit Dr. Gero Rupprecht von der Europäischen Südsternwarte (ESO)
"Vom All und den Welten" wurde seit Jahrhunderten fantasiert, doch der zweifelsfreie wissenschaftliche Nachweis von "Welten", also Planeten außerhalb unseres Sonnensystems ist noch keine 20 Jahre alt. Warum hat das so lang gedauert? Wie findet und charakterisiert man heute Exoplaneten? Dieses junge Gebiet gehört sicher zu einem der faszinierendsten, aber sowohl technisch wie auch theoretisch zu einem der schwierigsten der Astronomie.
Dr. Gero Rupprecht von der Europäischen Südsternwarte (ESO) diskutiert die Herausforderungen, vor die uns diese winzigen Himmelskörper stellen, welche Erkenntnisse wir realistisch erwarten können und was der Stand der Suche nach der "Erde 2.0" ist.
G2 - eine Wolke auf dem Weg ins schwarze Loch
mit Prof. Dr. Andreas Burkert von der Ludwig-Maximilians-Universität
Im Zentrum der Milchstraße sitzt ein gigantisches Schwarzes Loch. Mit einer Masse von vier Millionen Sonnen verleibt es sich alles ein, was ihm zu nahe kommt. Zurzeit rast das nur wenige Erden schwere Gaswölkchen G2 direkt auf das Schwarze Loch unserer Heimatgalaxie zu. In diesen Tagen kommt es ihm so nahe wie nie zuvor. Für Astronomen ist dies ein einzigartiges Ereignis: Nie zuvor konnte der Einfall einer Gaswolke in ein Schwarzes Loch beobachtet werden; zudem spielt sich das Ereignis in – für astronomische Zeitdimensionen – äußerst kurzer Zeit ab.
Der Astrophysiker Prof. Dr. Andreas Burkert von der Ludwig-Maximilians-Universität und Vize-Koordinator des Exzellenzclusters Universe stellt die faszinierenden Beobachtungen rund um das Gaswölkchen auf dem Weg zum Schwarzen Loch unserer Heimatgalaxie vor und freut sich auf eine angeregte Diskussion mit dem Publikum.
Der Seltsamen Materie auf der Spur
mit Prof. Dr. Laura Fabbietti (TUM)
Im Jahr 1947 entdeckten Forscher in der Höhenstrahlung erstmals "seltsame Teilchen": Partikel von der Masse eines Sauerstoffkerns mit einer Ladung wie Helium. Oder ein Kern so schwer wie Eisen, aber mit der Ladung von Sauerstoff. Heute kennen die Physiker den Grund für diese "Strangeness": schwere, "strange" Quarks. Das Strange-Quark gehört zusammen mit dem Charme-Quark der zweiten Teilchengeneration der Quarks an. In den Bausteinen der sichtbaren Materie, den Protonen und Neutronen, ist es nicht zu finden, da diese aus Up- und Down-Quarks aufgebaut sind. Teilchen mit strange-Quarks werden beispielsweise in Protonen-Kollisionen an Beschleunigerringen wie dem LHC erzeugt.
Prof. Dr. Laura Fabbietti von der Technischen Universität München berichtet am 20. Mai im Vereinsheim von ihrer Forschung rund um die Seltsame Materie.
Neutrinos: Die Rätsel der himmlischen Botschafter
mit Prof. Dr. Lothar Oberauer (TUM)
Neutrinos sind elementare Teilchen, die in mannigfachen kosmischen Prozessen produziert werden. Da sie nur schwach mit Materie wechselwirken, werden sie auf dem Weg zu uns kaum absorbiert oder abgelenkt und stellen daher die perfekten Botschafter dar, die uns von diesen kosmischen Prozessen berichten können. Aus dem gleichen Grund gestaltet sich allerdings der Nachweis dieser Neutrinos auf der Erde als sehr schwierig.
Prof. Dr. Lothar Oberauer (TUM) berichtet am 08.04.2014 im Café & Kosmos über Fortschritte und neue experimentelle Ergebnisse auf dem Gebiet der Neutrino-Physik und er wird dabei auch deutlich machen, welche Rätsel diese Teilchen uns noch aufgeben.
Die kosmische Inflation und der Ursprung des Universums
mit Prof. Dr. Hans Böhringer (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik)
Das gegenwärtig erfolgreichste Modell zur Erklärung der Eigenschaften unseres Universums enthält einige sehr spekulative Elemente. Dazu gehört auch die Vorstellung einer kosmischen Inflation im frühen Universum. In dieser Epoche soll sich das Universum, angetrieben von einem Vakuumenergiefeld, mit ungeheurer Geschwindigkeit ausgedehnt haben. Es gibt zwar gegenwärtig keinen physikalischen Grund für die Annahme einer solchen Hypothese. Wenn man aber diese Vorstellung akzeptiert, lassen sich viele Eigenschaften unseres Universums aus diesem Ursprung erklären. Auch die im letzten Jahr veröffentlichten Ergebnisse der ESA-Satellitenmission PLANCK zeigen nur noch deutlicher, wie gut diese Vorstellungen mit den Beobachtungen zusammenpassen.
Im Café & Kosmos am 18. März 2014 wird Prof. Dr. Hans Böhringer vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik einen Einblick in die Theorie der kosmischen Inflation geben.
Zwischen den Planeten: Von Asteroiden und Kometen
mit Dr. Thomas Müller (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik)
Ein Blick zwischen die Planeten zeigt uns die exotische und faszinierende Welt der Asteroiden und Kometen. Darunter befinden sich Zwergplaneten, seltsam geformte Gesteins- und Eisbrocken, fliegende Geröllhalden, Mehrfach-Systeme, eisige Körper mit Kometenaktivität oder Objekte mit aktivem Kryovulkanismus. Einige dieser kleinen Welten kommen immer wieder in Erdnähe und waren wahrscheinlich verantwortlich für das Ende der Dinosaurier. Kometen und Asteroiden sehen aber auch in Verbindung mit den Ursprung des Lebens auf der Erde und werden in naher Zukunft vielleicht wichtig für die Gewinnung von seltenen Materialien. Die wissenschaftliche Erforschung der - im astronomischen Sinne - kleinen und doch faszinierenden Objekte hängt stark mit den lebensbringenden sowie lebensbedrohlichen Aspekten zusammen, führt uns aber gleichzeitig zurück zu den Anfangsstadien des Sonnensystems vor 4.6 Milliarden Jahren.
Stringtheorie und Teilchenphysik
mit Dr. Patrick Vaudrevange (Exzellenzcluster Universe)
Das theoretische Modell, das die Elementarteilchen und ihre Wechselwirkungen derzeit am besten beschreibt, ist das "Standardmodell der Teilchenphysik". Diese Theorie wurde mit sehr hoher Präzision an Beschleunigerexperimenten getestet, zum Beispiel am Large Hadron Collider (LHC) am Forschungszentrum CERN in Genf. Einige experimentelle Beobachtungen und theoretische Überlegungen sprechen jedoch für notwendige Erweiterungen dieser Theorie. Die Stringtheorie ist eine solche Erweiterung. Die Elementarteilchen werden im Rahmen der Stringtheorie nicht durch punktförmige Teilchen, sondern durch winzige Fäden, den Strings, beschrieben. Faszinierende neue Möglichkeiten ergeben sich durch diese grundlegende Annahme, zum Beispiel die Existenz von zusätzlichen Raumdimensionen.
Dr. Patrick Vaudrevange vom Exzellenzcluster Universe wird einen ersten Blick werfen auf diese spannenden, neuen Möglichkeiten und ihre Konsequenzen.
Die Dunkle Energie - immer noch rätselhaft
mit Prof. Dr. Gerhard Börner (Max-Planck-Institut für Astrophysik)
Die Ausdehnung des Weltalls beschleunigt sich - aufgrund der gegenseitigen Anziehung der Galaxien durch die Schwerkraft würde man eigentlich eine allmähliche Abbremsung erwarten. Es muss also auf kosmischen Dimensionen eine abstoßende Kraft, eine Art "Antigravitation" geben, die für diese Beschleunigung verantwortlich ist. Dieses spektakuläre Ergebnis astronomischer Messungen wird durch Analysen der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung bestätigt. Was auch immer diese Kraft sein mag - kosmologische Konstante, Feldenergie, Vakuumenergie - die Astronomen nennen sie "Dunkle Energie" und können sie messen. Mit einem Anteil von 68 Prozent an der kosmischen Energiedichte ist die Dunkle Energie die dominierende Komponente im Universum. Diskutieren Sie mit Prof. Gerhard Börner über die neuesten Erkenntnisse in Bezug auf die Dunkle Energie.
Schwarze Löcher - die hellsten Objekte im Universum
mit Dr. Nadine Neumayer von der Europäischen Südsternwarte (ESO)
Vor genau 50 Jahren hat die Entdeckung der Quasare die Astronomie revolutioniert. Schwarze Löcher wurden sozusagen über Nacht vom reinen Gedankenkonstrukt zur Realität. Heute gilt als erwiesen, dass im Zentrum jeder größeren Galaxie mindestens ein extrem massereiches Schwarzes Loch sitzt. Diese Schwarzen Löcher können "schlummern", wie im Zentrum unserer Milchstraße; oder sie können durch Verschlingen von Materie zu hellen, aktiven Galaxienkernen wie den Quasaren werden. Astronomen fanden zu ihrer großen Überraschung einen engen Zusammenhang zwischen der Masse des Schwarzen Lochs und der Gesamtmasse der umliegenden Galaxie. Die Ursache dafür vermuten sie in der gemeinsamen Entwicklungsgeschichte der beiden Objekte. Aktuell sind Forscher brennend daran interessiert, wann und wie es in der Entwicklung einer Galaxie zur Ausbildung des zentralen, massereichen Schwarzen Loches kommt.
Beschleuniger der nächsten Generation
mit Jan Machacek & Karl Rieger (Max-Planck-Institut für Physik)
Teilchenbeschleuniger der Hochenergiephysik gehören zu den größten und teuersten wissenschaftlichen Instrumenten, die je von Menschen gebaut wurden. Teilchenbeschleuniger sind wie riesige Mikroskope. Sie haben uns Entdeckungen zu den grundlegenden Gesetzen des Universums ermöglicht – vom Urknall zum Standardmodell der Teilchenphysik bis hin zum Aufbau des Kosmos. Um mit Teilchenbeschleunigern weiterhin neue Bereiche der Physik zu erkunden, suchen Wissenschaftler nach neuen Wegen, diese größten Instrumente kleiner und leistungsfähiger zu bauen: Mit neuartigen Plasma- Wakefield-Beschleunigern soll eine "geladene Welle" in einem ionisierten Gas (Plasma) erzeugt werden. Dadurch lassen sich Elektronen und ihre Antiteilchen, die Positronen, über 1000-mal schneller beschleunigen als mit aktuellen Teilchenbeschleunigern. Das Ziel ist es, die für den Beschleunigungsvorgang benötigte Strecke zu verringern und somit Ressourcen für zukünftige Beschleuniger-Projekte einzusparen.
HETDEX - Ein Blick in die Kinderstube des Universums
mit Dr. Maximilian Fabricius (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik)
Die großräumige Verteilung von Galaxien im Universum ist nicht rein zufällig. Statt dessen existiert eine typische Skala, also ein typischer mittlerer Abstand zwischen den Galaxien, mit dem man untersuchen kann, wie sich das Universum im Laufe der Zeit ausdehnt. HETDEX wird am 9.2m Teleskop des McDonald Observatoriums in Texas nach einer bestimmten Art von Galaxien suchen, die man auch noch über sehr große Entfernungen beobachten kann. Damit kann HETDEX die Ausdehnung des Universums untersuchen zu Zeiten, als es gerade einmal ein Viertel seiner jetzigen Größe besaß.
Dr. Maximilian Fabricius vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik wird am Donnerstag, den 19. September die Ziele und Vorbereitungen für dieses Experiment erläutern.
Das unsichtbare Gerüst des Universums
mit Dr. Jörg Dietrich (Universitäts-Sternwarte der Ludwig-Maximilians-Universität)
Astronomen nehmen an, dass sich die uns bekannte Materie im Weltall über kosmische Zeiträume an einem unsichtbaren Netz aus Dunkler Materie angesammelt hat. So entstanden über Milliarden von Jahren an den unsichtbaren Fäden des Netzes Sterne und Galaxien. Angezogen von den Knotenpunkten des Netzes, ballten sie sich dort zu Galaxienhaufen und Superhaufen. Die Dunkle Materie entzieht sich bislang der direkten Beobachtung. Daher lässt sich die Struktur dieses unsichtbaren Gerüstes vor allem über die Verteilung der gewöhnliche Materie sichtbar machen. Einer internationalen Forschergruppe um Dr. Jörg Dietrich von der Universitäts-Sternwarte der Ludwig-Maximilians-Universität München ist es vor kurzem erstmals gelungen, zwischen den benachbarten Galaxienhaufen Abell 222 und Abell 223 einen Faden dieses unsichtbaren kosmischen Netzes direkt nachzuweisen.
Dr. Jörg Dietrich von der Universitäts-Sternwarte der Ludwig-Maximilians-Universität diskutiert am Dienstag, den 9. Juli, mit den Besuchern über diese neuen Erkenntnisse über unser Universum.
Hurra, das Higgs-Teilchen ist da... und was nun?
mit Dr. Sandra Kortner (Max-Planck-Institut für Physik)
Das Higgs-Teilchen wurde vor knapp 50 Jahren erfunden, um zu erklären wie die Elementarteilchen wie z.B. Quarks und Elektronen ihre Masse bekommen. Ohne diesen letzten unbekannten Baustein der Materie würde die Welt, wie wir sie heute kennen, nicht existieren - kein Universum mit Galaxien und Sternen, keine Erde und kein Mensch.
Im vergangenen Sommer verkündete das Europäische Teilchenforschungszentrum CERN die Entdeckung eines neues Teilchens, die sich durch weitere Forschungsergebnisse immer mehr als die historische Entdeckung des lange gesuchten Higgs-Teilchens bestätigt. Hinter diesem wissenschaftlichen Durchbruch, den mancher mit einer Mondlandung in der Teilchenphysik vergleichen mag, steckte eine schwierige, bis ins Detail geplante Großfahndung nach winzigen Spuren am derzeit stärksten Teilchenbeschleuniger, dem Large Hadron Collider (LHC).
Doch wie geht es nun weiter? Oder naht vielleicht schon das Ende der Welt? Die Forscher müssen das Higgs-Teilchen jetzt noch genauer unter die Lupe nehmen, um zu sehen, ob es genau die vorhergesagten Eigenschaften hat. Jede Abweichung von den Erwartungen könnte auf neue unbekannte Physikphänomene hinweisen und damit noch viel größere Sensation auslösen.
Aufgrund des großen Besucherinteresses wird Café & Kosmos am 18. Juni im Theater des Kranz in der Hans-Sachs-Straße 12, 80469 München stattfinden. Am neuen Veranstaltungsort wird ein größerer Raum mehr Gästen ermöglichen, an Café & Kosmos teilzunehmen.
Naturbeobachtung in der Physik der 21. Jahrhunderts
mit Dr. Iris Abt (Max-Planck-Institut für Physik)
Die Beobachtung der Jupitermonde durch Galileo Galilei ist ein Beispiel dafür, dass eine einzige Beobachtung der Natur das Weltbild der Menschen verändern kann. Das kleine Teleskop wird heute ersetzt durch komplexe Beobachtungsapparate, die in speziellen Labors, z.T. tief unter der Erde stehen, und zu deren Bau und Betrieb ein Heer von Physikern, Ingenieuren und Technikern benötigt wird. Es wird auf seltene Zerfälle und auf schwer nachzuweisende Boten aus dem All gewartet. Auch heute kann eine einzelne Beobachtung noch das Verständnis der Materie und des Alls verändern. Keiner weiß, ob und was wir sehen werden – dunkle Materie, Neutrinoboten von fernen Galaxien oder auch Antiteilchen, die sich als Teilchen entpuppen.
Dr. Iris Abt vom Max-Planck-Institut für Physik gibt am Dienstag, den 7. Mai 2013 einen Einblick in die aktuellen Beobachtungsmethoden.
Wie konnte das Leben auf der Erde so lange überleben?
mit Dr. Dietrich Baade (Europäische Südsternwarte)
Dies ist das Komplementärthema zu der Frage, ob es außerirdisches Leben gibt. Obwohl irdisches Leben schon vor 3 1/2 Milliarden Jahren entstanden ist und es seither von nahezu allen ökologischen Nischen der Biosphäre Besitz ergriffen hat, ist es keineswegs selbstverständlich, dass sich das Leben in all dieser Zeit zu immer fortgeschritteneren Formen entwickeln konnte. Tatsächlich ist das Universum außerhalb dieses aberwitzig dünnen Films extrem lebensfeindlich. Für die Bewahrung irdischen Lebens hat es des Zusammentreffens zahlreicher günstiger astronomischer Umstände bedurft, die Dr. Dietrich Baade von der Europäischen Südsternwarte (ESO) am Mittwoch 24. April 2013 nach einer allgemeinen Einführung gemeinsam mit den Besucherinnen und Besuchern erarbeiten will.
Café & Kosmos findet diesmal ausnahmsweise an einem Mittwoch statt.
Was ist Zeit?
mit Dr. Andreas Müller (Universe Cluster)
Zeit bestimmt unseren Alltag. Wir planen unser Termine und unser ganzes Leben mit ihr. Im Gegensatz zum Raum hat Zeit nur eine Richtung. Sie schreitet unaufhörlich voran, und wir können uns nicht in der Zeit zurück bewegen und unsere Fehler von gestern ungeschehen machen. Warum ist das so? Das Phänomen Zeit hat erstaunlich viel mit Physik zu tun. Nach Einsteins Relativitätstheorie ist Zeit doch nicht so unbeeinflussbar, wie wir sie erleben! Im Verständnis der Zeit müssen wir uns sogar Gedanken um das ganze Universum machen und stellen fest: Die Zeit könnte sogar verschwinden!
Im Café & Kosmos am 5. Februar 2013 diskutiert Dr. Andreas Müller vom Exzellenzcluster Universe und Autor des Buchs "Raum und Zeit" mit dem Publikum das Rätsel der Zeit.
Achtung, anderer Veranstaltungsort! Café & Kosmos findet diesmal ausnahmsweise am ersten Dienstag im Februar im MaxE in der Adalbertstr. 33 (Lageplan) statt.
G2 - eine Gaswolke auf dem Weg ins Schwarze Loch
mit Prof. Dr. Andreas Burkert (Universe Cluster)
Die Gaswolke G2 bewegt sich rasend schnell auf das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße zu und wird 2013 die größte Annäherung an das Schwarze Loch erreichen. Die nur wenige Erdmassen schwere Gaswolke konnte mit dem Very Large Telescope der ESO beobachtet werden. Eine solche Entdeckung ist aus mehreren Gründen außergewöhnlich: Einerseits wurde der Einfall einer Gaswolke in ein supermassives Schwarzes Loch noch nie zuvor beobachtet und andererseits entwickelt sich die Gaswolke in für astrophysikalische Prozesse sehr kurzer Zeit. Theoretiker können dadurch ihre Vorhersagen in kürzester Zeit überprüfen.
Im Café & Kosmos am 8. Januar 2013 wird Prof. Dr. Andreas Burkert vom Exzellenzcluster Universe das mögliche Schicksal dieser Wolke diskutieren.
Galaxienstürme im infraroten Universum
mit Dr. Eckhard Sturm (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik)
Das Herschel-Weltraumobservatorium lässt uns die Welt in einem neuen Licht sehen - dem Infraroten. Diese langwellige Strahlung durchdringt Gas- und Staubwolken, die das optische Licht verschlucken und macht insbesondere kühle Objekte sichtbar.
Astronomen am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik haben damit jetzt riesige Sturmwolken aus molekularem Gas nachgewiesen, die in den Zentren vieler Galaxien toben - mit Windgeschwindigkeiten von teilweise mehr als 1000 Kilometern pro Sekunde, also viel stärker Wirbelstürme auf der Erde mit ihren maximal 250 Kilometern pro Stunde.
Diese Megastürme sind stark genug, um den gesamten Gasnachschub einer Galaxie wegblasen zu können und so sowohl der weiteren Sternentstehung als auch dem Anwachsen des Schwarzen Lochs im Zentrum einen Riegel vorzuschieben.
Nach einer unterhaltsamen Einführung in die Infrarot-Astronomie wird Dr. Eckhard Sturm vom MPE dieses spektakuläre Ergebnis, das fundamental für unser Verständnis der Galaxienentwicklung ist, näher erklären und diskutieren.
Antiteilchen im Labor: Was macht das Positron in Materie?
mit PD Dr. Christoph Hugenschmidt (Technische Universität München)
Das Zentrum unserer Milchstraße strahlt eine ungeheure Anzahl von Gammaquanten mit einer charakteristischen Energie ab. Dieses Gammalicht stammt sehr wahrscheinlich aus der Zerstrahlung von Elektronen mit ihren Antiteilchen, den Protonen. Die Forscher diskutieren verschiedene Theorien, um den Ursprung kosmischer Positronenquellen erklären zu können. PD Dr. Christoph Hugenschmidt von der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) erzeugt mit Hilfe von Neutronenstrahlen Positronen, um damit atomar kleine Defekte in Materialien zu untersuchen. Die Zerstrahlung von Elektronen mit Positronen gibt ihm Auskunft über Art und Anzahl von Fehlern in einer Substanz: So kann er unter zehn Millionen Atomen ein fehlendes nachweisen.
Im Café & Kosmos am 09. Oktober 2012 diskutiert Dr. Christoph Hugenschmidt mit den Besuchern, wie Positronen im Weltall entstehen können und wie durch Neutronen erzeugte Antiteilchen auf der Erde in der Materialforschung genutzt werden.
Experimente mit ultrakalten Neutronen: Das Rätsel der Antimaterie
mit Prof. Dr. Peter Fierlinger (Exzellenzcluster Universe)
Unsere Welt verdankt ihre Existenz offenbar einem Symmetriebruch der Naturgesetze: In den ersten Pikosekunden nach dem Urknall entstanden auf hundert Millionen Teilchen Antimaterie hundert Millionen und ein Teilchen Materie. Beim Zerstrahlen aller Materie und Antimaterie in Energie blieb ein Überschuss – von einem Teilchen Materie. Doch wie erklärt sich diese Asymmetrie? Eine Antwort darauf könnte eine bisher nicht nachgewiesene, ganz kleine Ladungsverschiebung in Neutronen liefern, das so genannte elektrische Dipolmoment des Neutrons. Die Elementarteilchen tragen zwar keine elektrischen Ladungen - aber winzige magnetische Momente. An der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) der TUM entsteht gerade eine der weltweit stärksten Quellen für ultrakalte Neutronen. Hier wollen die Physiker mit höchster Präzision untersuchen, ob Neutronen nicht doch ein elektrisches Dipolmoment besitzen.
Im Café & Kosmos am 11. September 2012 diskutiert Professor Peter Fierlinger vom Exzellenzcluster Universe mit den Besuchern, warum die Antimaterie bisher ein Rätsel darstellt und wie die Entdeckung eines elektrischen Dipolmoments des Neutrons zur Lösung dieses Rätsels beitragen würde.
Stringtheorie - unde venis et quo vadis?
mit PD Dr. Ralph Blumenhagen (Max-Planck-Institut für Physik)
Die Stringtheorie stellt einen theoretischen Ansatz für eine vereinheitlichte Beschreibung alles Elementarteilchen und ihrer Wechselwirkungen dar. Ausgehend von einer zunächst ganz einfachen These, nämlich dass die fundamentalen Objekte in der Natur fadenähnlich sind, ergibt sich durch mathematische Analyse ein ganz neuer Zugang zur theoretischen Physik, der unsere normalen Vorstellungen von Raum und Zeit herausfordert.
Anlässlich der Strings 2012 Konferenz, bei der sich Ende Juli die internationale Forschungselite der Stringtheorie-Forscher in München versammeln wird, diskutiert PD Dr. Ralph Blumenhagen mit den Gästen im Café & Kosmos am 10. Juli 2012 die Motive, Ergebnisse und mutmaßliche Zukunft dieser spannenden Forschungsdisziplin.
Technologie der Zukunft für Röntgenteleskope
mit Dr. Anita Winter (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik)
Röntgenstrahlung aus dem Kosmos gibt uns wichtige Informationen über hochenergetische Ereignisse im Universum. Um diese Strahlung beobachten zu können, müssen die Astrophysiker nicht nur ihre Instrumente auf Satelliten in den Weltraum schicken sondern brauchen auch leistungsstarke Teleskope, die aus zahlreichen Spiegelschalen bestehen.
Bisher wurden bei der Spiegelherstellung Methoden eingesetzt, die zu einem relativ hohen Gewicht der Spiegel führten, was für den Raketenstart von großem Nachteil ist. Am MPE werden daher nun spezielle, leichte Röntgenspiegel aus Glasscheiben entwickelt, die deutlich weniger Gewicht pro Fläche aufweisen und somit größere Sammelflächen ermöglichen. Am 12. Juni diskutiert Dr. Anita Winter vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik mit den Besuchern des Café & Kosmos über die Möglichkeiten und Herausforderungen in der Erforschung dieser neuen Technologien.
Spurensuche in der Welt der Quanten
mit Dr. Martin Gorbahn (Exzellenzcluster Universe)
Die Bausteine der Materie und ihre Wechselwirkungen werden durch das Standardmodell der Teilchenphysik zwar bis in viele Einzelheiten erklärt, doch fundamentale Fragen bleiben offen. Verschiedene Experimente unserer Zeit, darunter der »Large Hadron Collider« am CERN, werden zur Klärung dieser Fragen beitragen.
Damit ist es zum ersten Mal möglich, die Naturkräfte bei einem Abstand der wechselwirkenden Elementarteilchen von 10-19 Metern zu untersuchen, was etwa dem zehntausendsten Teil des Durchmessers eines Protons entspricht. Welche Phänomene Physiker bei dieser Abstandsskala erwarten, diskutiert Dr. Martin Gorbahn vom Exzellenzcluster Universe am 15. Mai 2012 um 19.00 Uhr bei Café & Kosmos
Länger, Schneller, Weiter: Zukünftige Teilchenbeschleuniger?
mit Dr. Frank Simon (Max-Planck-Institut für Physik)
Die Untersuchung der frühen Phase des Universums erfordert modernste Teilchenbeschleuniger, um das Verhalten der kleinsten Bausteine des Kosmos genau zu erforschen. Im Café & Kosmos werfen wir einen Blick auf die frühe Entwicklung des Universums und auf zukünftige Projekte, die die Teilchenphysik in den nächsten Jahrzehnten prägen könnten.
Am 10. April 2012 spricht Dr. Frank Simon vom Max-Planck-Institut für Physik über die Augenblicke kurz nach dem Urknall, in denen das Universum mit elementaren Teilchen gefüllt war. Um diesen Zeitabschnitt des Kosmos noch besser zu verstehen, sind neue noch umfangreichere Messinstrumente notwendig. Zukünftige globale Teilchenbeschleunigerprojekte wie der International Linear Collider (ILC) oder der Compact Linear Collider (CLIC) sollen als riesige "Teilchenbeschleuniger-Mikroskope" tief in die Vergangenheit des Universums hineinschauen.
Sonne, Sonnenflecken, Klimawandel?
mit Dr. Henk Spruit (Max-Planck-Institut für Astrophysik)
Globale Erwärmung und der Treibhauseffekt durch Kohlendioxid in der Atmosphäre sind Probleme, die uns alle betreffen. Die Wärme, die wir zum Leben brauchen, erhalten wir von der Sonne. Könnte es sein, dass die globale Erwärmung auf Änderungen in der Sonne zurückzuführen ist und nicht auf unsere Treibhausgase? Anders gesagt, sind wir vielleicht gar nicht die Schuldigen?
In den Nachrichten hören wir regelmäßig von zerstörerischen tropischen Stürmen, extrem kalten oder ungewöhnlich warmen Wintern. Nehmen diese aufgrund der Erderwärmung zu? Versicherungsgesellschaften kennen sich mit den Daten hierzu recht gut aus.
Dr. Henk Spruit vom Max-Planck-Institut für Astrophysik wird diese heiklen Fragen mit den Gästen des Café & Kosmos am 14. März diskutieren und neue Bilder von Veränderungen auf der Sonne zeigen. Er wird dabei auch erklären, wie gut wir unser Zentralgestirn und die Vorgänge in seinem Innern verstehen.
Das E-ELT
mit Dr. Markus Kissler-Patig (Europäische Südsternwarte)
Die Europäische Südsternwarte ESO bereitet sich darauf vor, das größte optische Teleskop aller Zeiten zu bauen: das European Extremely Large Telescope oder kurz E-ELT. Dieser Riese, mit einem Hauptspiegel von 40 Metern Durchmesser, ist eines der weltweit ehrgeizigsten Forschungsgeräte der kommenden Jahre! Dr. Markus Kissler-Patig (ESO), der Projektwissenschaftler für das E-ELT, präsentiert das Projekt und seine technischen Herausforderungen. Ein Großteil der notwendigen Technologien ist selbst Spitzenforschung, und die Komplexität der Maschine ist enorm – was vielen Ingenieure in den nächsten zehn Jahren einiges an Kopfzerbrechen bereiten wird.
Der Wissenschaftler wird mit den Gästen des Café & Kosmos am 8.2.2012 diskutieren, warum sich eine solche Herausforderung lohnt: die Sternwarte ermöglicht bahnbrechende Entdeckungen in vielen Bereichen. Zum ersten Mal werden wir technisch in der Lage sein, bewohnbare Planeten außerhalb unseres Sonnensystems nicht nur zu erkennen sondern auch zu charakterisieren. Wir werden in der Lage sein, direkt die Expansion des Universums zu messen und mehr über die rätselhafte dunkle Materie und dunkle Energie zu erfahren.
Beschleuniger-Experimente: Auf der Suche nach neuer Physik
mit Prof. Jochen Schieck, Exzellenzcluster Universe
Das Standardmodell der Teilchenphysik ist eines der am besten überprüften Modelle der Physik überhaupt. Trotzdem lassen sich auch mit diesem Modell nicht alle beobachteten Phänomene erfassen, wie z.B. die "Dunkle Materie" oder die Tatsache, dass es keine Antimaterie im Universum mehr gibt. Mit Beschleuniger-Experimenten versuchen Wissenschaftler, die Bedingungen im frühen Universum nachzustellen und diesen offenen Fragen näher zu kommen.
Im Café & Kosmos am 10. Januar 2012 stellt Professor Jochen Schieck vom Exzellenzcluster Universe zwei verschiedene Beschleuniger-"Typen" und ihre Kollisionsexperimente vor: den Large Hadron Collider (LHC) am CERN und den neuen SuperKEKB-Beschleuniger, der 2014 im japanischen Forschungszentrum KEK starten soll. Während die Experimente am prominenten LHC bei sehr hohen Energien stattfinden, setzen die Physiker beim "Neuling" SuperKEKB auf maximale Präzision. Jochen Schieck diskutiert mit den Besuchern des Café & Kosmos, warum beide Wege wichtig sind, um unser Physikverständnis zu erweitern.
Plasmakristallforschung auf der Internationalen Raumstation ISS
mit Dr. Hubertus Thomas, Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Am 21. Dezember 2011 geht es mit dem Café & Kosmos auf die internationale Raumstation ISS. Dort führen Wissenschaftler zahlreiche verschiedene Experimente durch - etwa zum Thema "Plasmakristallforschung", über das Dr. Hubertus Thomas vom MPE an diesem Abend spricht und mit dem Publikum diskutiert. In diesem Zusammenhang wird er den Besuchern von Café & Kosmos auch das "Labor" ISS näher vorstellen.
Ein Plasma ist ein ionisiertes Gas, also nach dem festen, dem flüssigen und dem gasförmigen Zustand der vierte und ungeordnetste Zustand der Materie. Daher ist ein Plasmakristall an sich ein unmöglicher Zustand der Materie – eine Kristallisation ist in einem Plasma auch nur durch die Zugabe von "Staub" möglich. Dann aber können die Wissenschaftler einzelne Teilchen, also einzelne "Gitteratome", dynamisch verfolgen und Vorgänge wie z.B. das Schmelzen oder die Bewegung von Gitterdefekten direkt untersuchen.
Da die Teilchen etwa ein Tausendstel Millimeter groß sind, spielt die Schwerkraft eine große Rolle bei der Erzeugung der Plasmakristalle. Im Labor lassen sich nur kleine fast zweidimensionale Kristalle untersuchen. Größere Systeme entstehen nur unter Schwerelosigkeit - deswegen haben Wissenschaftler diese Experimente in den Weltraum ausgelagert: Auf der ISS werden seit zehn Jahren Plasmakristallexperimente durchgeführt.
Rätselhafte Supernovae - den Geheimnissen der größten kosmischen
Explosionen auf der Spur
mit Dr. Hans-Thomas Janka, Max-Planck-Institut für Astrophysik
Explodierende und kollidierende Sterne, die als Supernovae und kosmische Gammablitze in Erscheinung treten, erzeugen die gewaltigsten und hellsten Strahlungsausbrüche des Universums. Ihre Beobachtung in Milliarden Lichtjahren Entfernung gibt uns Einblicke in die beschleunigte Expansion des Kosmos. Wenn bei der Explosion ein Neutronenstern oder Schwarzes Loch entsteht, wird in kurzer Zeit mehr Energie frei, als ein Stern wie die Sonne in seinem gesamten Leben produziert.
So zerstörerisch ein solches Ereignis auch sein kann, ohne diese kosmischen Katastrophen gäbe es keine Planeten, keine Pflanzen und keine Tiere. Denn die Explosionen treiben den galaktischen Materiekreislauf an, in dem viele Generationen von Sternen und Supernovae selbst die Elemente schwerer als Helium erbrüten, bevor diese dann - durch Sternexplosionen ins Weltall verstreut - zu neuen Sternen und Planetensystemen kondensieren.
Der Astrophysiker Hans-Thomas Janka erforscht bereits seit vielen Jahren die komplexen physikalischen Vorgänge bei Supernova-Explosionen durch Computermodelle. Im nächsten Cafe & Kosmos am 08.11.2011 berichtet er von der Faszination, die sich mit diesen Ereignissen verbindet, von den gewaltigen Herausforderungen, die die exakte Modellierung der Explosionen in drei Raumdimensionen für die Wissenschaftler bedeutet, und von den Hoffnungen (und Ängsten), die sich mit einer nächsten Sternexplosion in unserer Milchstraße verbinden.
Dunkle Materie – Teilchensuche im Untergrund
mit Dr. Jean-Côme Lanfranchi, Exzellenzcluster Universe
Obwohl unsichtbar und bisher nicht direkt aufzuspüren, dominiert die Dunkle Materie das Universum: Ohne die Existenz dieser Materieform lässt sich z.B. die Bewegung von Sternen um das Zentrum von Galaxien nicht erklären. Manche Wissenschaftler sehen in der Dunklen Materie auch die Voraussetzung dafür, dass überhaupt Strukturen im Universum entstehen konnten. Als favorisierte Kandidaten für die Dunkle Materie gelten schwach wechselwirkende, dabei schwere Teilchen, die man WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) nennt.
Mit verschiedenen Experimenten und Methoden versuchen Wissenschaftler, die Dunkle-Materie-Teilchen nachzuweisen. Eines dieser Experimente – CRESST (Cryogenic Rare Event Search with Superconducting Thermometers) – stellt Dr. Jean-Côme Lanfranchi vom Exzellenzcluster Universe (TUM) im nächsten Café & Kosmos am 11. Oktober 2011 vor.
Kürzlich hat CRESST, das in einem Untergrundlabor ca. 1,3 Kilometer unter dem italienischen Gran-Sasso-Bergmassiv angesiedelt ist, Signale aufgezeichnet, die für aufgeregte Diskussionen in der Forschergemeinde sorgten. Könnte es sich dabei tatsächlich um die gesuchten WIMPs handeln?
Vom geisterhaften Neutrino zum aktiven galaktischen Kern: Neue Ergebnisse aus der Astroteilchenphysik
mit Dr. Bela Majorovits und Dr. Robert Wagner, Max-Planck-Institut für Physik
Aktuelle Entwicklungen in der Astroteilchenphysik – unter diesem Motto steht die internation"Topicale Konferenz s on Astroparticle and Underground Physics" (TAUP). Diese Tagung findet vom 5. bis 9. September in München statt und behandelt aktuelle Themen der modernen Astro- und Teilchenphysik: zum Beispiel diskutieren Wissenschaftler neue Messungen eines Experiments, bei denen es sich um den direkten Nachweis von Dunkle-Materie-Teilchen handeln könnte.
Aus diesem Anlass werden zwei der wissenschaftlichen Organisatoren der TAUP-Konferenz beim nächstem Café & Kosmos am 13. September 2011 aktuelle Beobachtungen und Forschungsergebnisse vorstellen, aber auch von ihrer eigenen Forschungsarbeit als Teilchenphysiker beziehungsweise Astrophysiker berichten. Die Café & Kosmos-Besucher haben damit die Chance, neue Erkenntnisse "aus erster Hand" zu erfahren und mit den TAUP-Experten darüber zu diskutieren.
ALMA – ein neues Radio-Observatorium in dünner Wüstenluft
Mit Prof. Dr. Wolfgang Wild, Europäische Südsternwarte
Die Erforschung des Weltalls mit Radiowellen ist ein spannendes Forschungsgebiet, das erst im 20. Jahrhundert entwickelt wurde und immer weiter perfektioniert wird. Neue Technologien eröffnen auch hier ungekannte Möglichkeiten. Derzeit entsteht im Norden Chiles in der Atacama-Wüste auf 5.000 Metern Höhe ein neues Radio-Observatorium mit 66 Teleskopen für die Beobachtung von Millimeterwellen. Dabei kommen neue Teleskop- und Empfänger-Technologien zum Einsatz. Aber: Wozu ist es nötig, Millimeterwellen aus dem Weltall zu messen? Und was sind Millimeterwellen überhaupt? Wie entstehen sie, wie kann man sie messen, und was kann man damit Neues über das Weltall lernen? Und warum stellt man dazu Teleskope in die Wüste?
Diese und alle weiteren Fragen aus dem Publikum beantwortet Wolfgang Wild am 12. Juli 2011. Der Wissenschaftler arbeitet bei der Europäischen Südsternwarte (ESO) und ist Projektleiter für das im Bau befindliche ALMA-Observatorium.
Quantenmechanik auf der Erde und im Weltall
Mit Dr. Stefan Kluth, Max-Planck-Institut für Physik
Quantenmechanik wird oft als fremd oder kompliziert wahrgenommen, vor allem weil viele Menschen keine Verbindung zwischen ihren alltäglichen Erfahrungen und den Konzepten der Quantenmechanik sehen. Beim nächsten Café & Kosmos am 7. Juni 2011 geht Dr. Stefan Kluth vom Max-Planck-Institut für Physik auf dieses Thema ein und zeigt, dass die Quantenmechanik und unser Alltag auf der Erde mehr Berührungspunkte haben, als man zunächst denkt. Außerdem diskutiert der Wissenschaftler mit den Gästen von Café & Kosmos, wie wichtig die Prinzipien der Quantenmechanik sind, um astronomische Beobachtungen zu verstehen.
Schwarze Löcher – die dunklen Fallen der Raumzeit
Mit Dr. Andreas Müller, Exzellenzcluster Universe, TU München
Schwarze Löcher sind die vielleicht exotischsten Objekte der Astronomie: Sie sind das Kompakteste, was das Universum zu bieten hat. Sie verschlucken Licht und verbiegen Raum und Zeit. Sie schleudern Materiestrahlen in die Weiten des Alls, die fast so schnell sind wie das Licht. Genauso seltsam wie die Schwarzen Löcher sind die Himmelsobjekte, mit denen sie in Verbindung gebracht werden, vom Röntgendoppelstern über den Gammastrahlenblitz bis zu den Quasaren und Blazaren. Kein Wunder, dass sie die Fantasie von Science-Fiction-Autoren beflügeln. Tatsächlich spielen Schwarze Löcher eine wichtige Rolle in der Astrophysik. Ihr Einfluss auf die Entstehung und Entwicklung von Sternen und Galaxien wurde erst in den letzten Jahrzehnten klar. Aber wie erklärt man sich die Existenz dieser außergewöhnlichen Himmelsobjekte?
Dieser und anderen spannenden Fragen widmet sich das nächste Café & Kosmos am Dienstag, 10. Mai 2011 mit dem Astrophysiker Andreas Müller, der sich seit einigen Jahren mit Schwarzen Löchern beschäftigt.
Das Café & Kosmos zieht ins Vereinsheim an der Münchner Freiheit
Das Café & Kosmos zieht um! Künftig werden unsere Diskussionsveranstaltungen an der "Freien Universität Schwabing", im Vereinsheim, Occamstr. 8, 80202 München stattfinden - immer an jedem zweiten Dienstag im Monat. Das erste Café & Kosmos am neuen Standort gibt es am
10. Mai 2011 - wie gewohnt um 19 Uhr!
Woraus besteht das Universum?
Mit Dr. Bruno Leibundgut von der Europäischen Südsternwarte
Wie können wir Dinge beobachten, die wir nicht sehen können? Wie sind die Elemente entstanden? Wie wird das Universum beschrieben und kennen wir alle Komponenten im Universum? Im nächsten Café & Kosmos am 4. April 2011 gibt Bruno Leibundgut von der Europäischen Südsternwarte einen Einblick in aktuelle Forschungsthemen und diskutiert diese und andere Fragen mit dem Publikum.
Ein Blick zurück in die kosmische Geschichte
Mit Dr. Torsten Enßlin vom Max-Planck-Institut für Astrophysik
Das erste Licht im Kosmos wurde nicht von Sternen ausgestrahlt – es stammt aus einer Zeit etwa 380.000 Jahre nach dem Urknall, als sich die Materie genügend abgekühlt hatte, so dass das Universum durchsichtig wurde. Im nächsten Café & Kosmos am 14. März 2011 (Achtung: eine Woche später wegen Rosenmontag) dreht sich alles um dieses älteste Bild des Universums: Was sagt uns dieser sogenannte „kosmische Mikrowellenhintergrund“ über unser Universum im Ganzen und über die Bildung von Strukturen?
Dr. Torsten Enßlin vom Max-Planck-Institut für Astrophysik wird neue Beobachtungsdaten des Planck-Satelliten vorstellen, der im Mai 2009 gestartet wurde. Die Diskussion wird sich dabei nicht nur um die winzigen Schwankungen in dieser Hintergrundstrahlung drehen, sondern auch um die vielen Objekte – eigentlich alles – die sich zwischen uns und diesem Hintergrund befinden und einen „Schatten“ werfen. Anfang Januar präsentierte die Planck-Kollaboration einen Katalog von 15.000 Himmelsobjekten wie Galaxienhaufen, Quasare, Radiogalaxien, Nachbargalaxien und galaktischen Staubwolken.
Die Dunkle Energie – warum sich das Weltall immer schneller ausdehnt
Mit Prof. Stefan Hofmann, Universe Cluster
Nach der Dunklen Materie widmet sich das nächste Café & Kosmos am 7. Februar 2011 der zweiten unsichtbaren Komponente im Universum, der Dunklen Energie. Mit ihrem Anteil von 73 Prozent am gesamten Energiebudget dominiert die Dunkle Energie das Weltall, nicht nur was ihre Größenordnung betrifft: Sie ist die treibende Kraft, die dafür sorgt, dass das Universum sich immer schneller ausdehnt. Die Entdeckung der so genannten „beschleunigten Expansion“ datiert auf das Jahr 1998 und ist damit noch relativ jung.
In seiner Forschung untersucht sich Prof. Stefan Hofmann vom Exzellenzcluster Universe die Frage, wie sich die Dunkle Energie in bestehende physikalische Modelle einordnen lässt. Mit den Gästen von Café & Kosmos diskutiert der Kosmologe verschiedene Erklärungsszenarien: Handelt es sich um die von Einstein formulierte kosmologische Konstante oder um Vakuumenergie – oder müssen sich die Wissenschaftler eine Alternative zur Gravitationstheorie einfallen lassen, um die Physik auf großen Entfernungen zu verstehen?
Das Geheimnis der dunklen Materie
Woraus besteht das Universum? Mit Dr. Georg Raffelt, Max-Planck-Institut für Physik
Das Universum birgt ein dunkles Geheimnis: Der größte Teil der Materie, die sich durch ihre Gravitationswirkung verrät, erzeugt kein Licht und absorbiert auch keines. Heute nimmt man aus guten Gründen an, dass es sich dabei um neuartige Elementarteilchen handelt, die mit Licht oder normaler Materie extrem schwach wechselwirken. Seit rund 25 Jahren verfolgt man verschiedene Strategien, um Licht in dieses Dunkel zu bringen und die physikalische Natur der dunklen Materie aufzuklären.
Am 6. Dezember diskutiert Dr. Georg Raffelt vom Max-Planck-Institut für Physik mit den Gästen des Café & Kosmos’, wie sich die Existenz Dunkler Materie begründet, welche physikalischen Teilchen als Kandidaten in Frage kommen und mit welchen Experimenten Wissenschaftler sie aufspüren wollen.
Im Herzen unserer Milchstraße
Mit Dr. Stefan Gillessen, Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Astronomen brauchen Geduld: In nächsten Café & Kosmos erklärt der Dr. Stefan Gillessen wie die Astrophysiker am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik mit Hilfe einer 17-jährigen Messreihe ein super-massereiches Schwarzes Loch im Zentrum unsere Milchstraße fanden. Dieses Schwarze Loch ist vier Millionen Mal schwerer als unsere Sonne – sehen kann man es aber nicht...
Das Band unserer Milchstraße ist in einer sternenklaren Nacht deutlich am Firmament zu erkennen. Das Innerste unserer Galaxie ist aber durch dichte Gas- und Staubwolken vor unseren Blicken verborgen. Mit modernen Infrarotkameras können Astronomen die Sterne im galaktischen Zentrum durch diesen Schleier hindurch beobachten. Und so wie die Planeten die Sonne umkreisen diese Sterne ein unsichtbares Objekt. Warum muss dies ein Schwarzes Loch sein? Warum glauben wir, dass in allen Galaxien derartige Schwerkraftmonster hausen? Kommen Sie zum Café & Kosmos und finden Sie es heraus!
Wie groß ist das Universum?
Mit Dr. Wolfram Freudling, ESO
Bitte vormerken: Das nächste Café & Kosmos findet am 4. Oktober 2010 statt. Unser Diskussionsabend beschäftigt sich dann mit der Frage, wie groß der Weltraum ist. Unsere Sonne hat einen Durchmesser von etwa 1 Million Kilometern und ist damit 100mal größer als die Erde. In unserer Milchstraße ist die Sonne nur ein Stern unter mehr als 100 Milliarden Sternen, die in einer Scheibe mit etwa 100.000 Lichtjahren Durchmesser um das galaktische Zentrum rotieren. Doch auch unsere Heimatgalaxie ist nur eine von vielen ...
Im Café & Kosmos erklärt der Astrophysiker Dr. Wolfram Freudling von der ESO die großräumigen Strukturen im Universum. Entlang von „Filamenten“ durchziehen Galaxien und Galaxienhaufen den Weltraum wie ein riesiges, dreidimensionales Spinnennetz. Woher wissen Astronomen das alles? Diese und andere Fragen beantwortet der Wissenschaftler aus Sicht der aktuellen Forschung.
Was uns die String-Theorie über die Welt lehrt
Mit Prof. Dr. Ilka Brunner und Dr. Marco Baumgartl, LMU
Das Café & Kosmos geht in die nächste Runde: Beim Diskussionsabend am 6. September 2010 betrachten wir die grundlegenden Strukturen des Universums. Die bekannte Materie besteht aus Quarks und anderen Elementarteilchen. Doch was wird man finden, wenn man noch genauer hinsieht?
Die String-Theorie vermutet, dass diesen Teilchen noch fundamentalere Objekte, die „Strings“ oder Quantenfäden, zugrunde liegen. Mit dieser eleganten Theorie gelingt es außerdem, alle bekannten Teilchen und die zwischen ihnen wirkenden Kräfte in einem einheitlichen Rahmen zu beschreiben. Prof. Dr. Ilka Brunner und Dr. Marco Baumgartl (LMU München) nehmen die Besucher auf eine Entdeckungsreise in die Welt der Quantenfäden und D-Branen. Ihr Thema: „Was uns die Stringtheorie über die Welt lehrt.“
Anfang und Ende des Universums
Mit Dr. Thomas Boller, Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Andere machen Sommerpause, nicht aber „Café & Kosmos“: am 2. August 2010 findet die nächste Diskussionsrunde unter dem Motto „Anfang und Ende des Universums: Was mit uns geschehen wird“ statt. Der Astrophysiker Dr. Thomas Boller wird erklären, wie sich das Universum bisher entwickelt hat und was die Kosmologen für unsere Zukunft erwarten. Eine zentrale Rolle spielen dabei Dunkle Materie und Dunkle Energie – das Vakuum als dominierende Energieform bestimmt das Schicksal des Universums und des Lebens. Der Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik wird nicht nur von eigenen Beobachtungen im hoch-energetischen Röntgenbereich erzählen, sondern auch von den Planungen für die nächsten Röntgensatelliten eROSITA und IXO.
Sind wir allein im Universum?
Mit Dr. Markus Kissler-Patig, ESO
Nach einer gelungenen Auftaktveranstaltung Ende Mai findet am 5. Juli 2010 die nächste Diskussionsrunde im „Café & Kosmos“ statt: Dieser Abend steht unter dem Motto „Sind wir allein im Universum? – Planeten jenseits des Sonnensystems.“ In entspannter Kaffeehausatmosphäre diskutiert der Astrophysiker Dr. Markus Kissler-Patig mit dem Publikum die spannende Frage, ob und wo es außerhalb der Erde noch Leben im All geben könnte. Der Wissenschaftler arbeitet an der Europäischen Südsternwarte (ESO) und leitet dort das Projekt zum Bau des weltgrößten Teleskops E-ELT, das 2018 in Chile seinen Dienst aufnehmen wird.
Der Urknall im Tunnel - was passiert am LHC?
Mit Dr. Stefan Stonjek, CERN
Der erste Abend beschäftigt sich mit dem neuen, großen Teilchenbeschleuniger LHC am CERN, der seit Ende März winzige atomare Teilchen auf Energien beschleunigt, die man auf der Erde noch nie zuvor erreicht hat. Der Physiker Dr. Stefan Stonjek arbeitet am ATLAS-Teilchendetektor, einem der LHC-Experimente, mit denen die Wissenschaftler versuchen, grundlegende Fragen zu beantworten: Woraus besteht das Universum? Was passierte beim Urknall? Warum gibt es mehr Materie als Antimaterie? Was sind die „Dunkle“ Materie und Energie, die 95% unseres Universums ausmachen? In diesem komplett neuen Energiebereich wird es auch viel Neues, Unbekanntes zu entdecken geben.
