• Entdecken Sie GEO+
    • GEO EPOCHE
  • Ressorts
    • GEO+
      • Eingelesene Artikel
      • Archiv GEO+
    • Reisen
      • Reisewissen
        • Reisen mit Kindern
        • Mikroabenteuer
      • Reise-Inspiration
        • TOP TEN
          • Die schönsten Städte Europas
          • Wandern in Deutschland
        • Traumziel der Woche
      • Reiseziele
        • Deutschland
          • Hamburg
          • Berlin
          • München
        • Europa
          • Frankreich
          • Island
          • Spanien
          • Italien
          • Griechenland
        • Fernreiseziele
          • Karibische Inseln
          • Australien
          • Japan
          • Südafrika
      • Reisewelten
    • Natur
      • Nachhaltigkeit
        • Nachhaltig leben
          • Tipps für den Haushalt
          • Zero Waste
      • Garten
        • Saisonkalender
      • Tierwelt
        • Tiervideos
        • Tierschutz
        • Haustiere
      • Ökologie
        • Klimawandel
        • Naturschutz
      • Naturwunder Erde
        • Naturphänomene
    • Wissen
      • Forschung
        • Weltall
          • Astronomie
          • Raumfahrt
          • Planeten
        • Hirnforschung
        • Quantenphysik
        • Archäologie
    • Gesundheit
      • Psychologie
      • Medizin
      • Sexualität
      • Schlaf
      • Ratgeber
        • Migräne und Kopfschmerz
        • Rückenschmerzen
        • Depression und Burnout
        • Gelassenheit und Balance
    • Ernährung
      • Darmgesundheit
      • Abnehmen
      • Vitamine
      • Rezepte
    • Geschichte
      • Deutsche Geschichte
      • Erster Weltkrieg
      • Zweiter Weltkrieg
      • Mittelalter
      • Historische Personen
        • Sisi
        • Nikola Tesla
        • Leonardo da Vinci
        • Che Guevara
    • Fotografie
      • Reisefotografie
      • Naturfotografie
      • Tierfotografie
      • Landschaftsfotografie
    • Quiz
      • Geografie-Quiz
      • Geschichts-Quiz
      • Frage des Tages
      • Reisequiz
      • Naturquiz
    • Die Welt von GEO
      • GEO
      • GEOlino
      • Die Redaktion
      • Dirk Steffens
      • Nachhaltigkeit bei GEO
      • Partner und Vereine
        • GEO schafft Wildnis e. V.
        • GEO schützt den Regenwald e. V.
        • GEO Television
        • 360° - GEO Reportage
    • Vergleiche
      • Gewichtsdecken-Test
      • Taschenlampen-Test
      • Stirnlampen-Test
      • Tageslichtlampen-Test
      • Schneeschuhe-Test
      • Shopping-Tipps
        • Outdoor-Tipps
        • Pflanz-Tipps und Gartenhelfer
        • Haustier-Produkttipps
  • Medien
    • Audio
    • Video
  • Services
    • Newsletter
    • Gewinnspiele
    • Spiele
      • Logikrätsel
      • Sudoku
      • Tetris
      • 2048
      • Mahjong
      • Ballino
      • Juwelentausch
      • Galgenmännchen
    • Aboshop
    • Kontakt
    • Partner von stern
  • Folgen Sie GEO auf
    • Instagram
    • Pinterest
    • Facebook
Zum Inhalt springen
Abo testen Login
  • GEO+
  • Reisen
  • Natur
  • Forschung
  • Gesundheit
  • Ernährung
  • Psychologie
  • Geschichte
  • Quiz
  • Fotografie
  • Die Welt von GEO
  • GEO EPOCHE
  • Audio
  • Video
  • Aboshop
  • Vergleiche
  • Wissen
  • Nachhaltigkeit
  • Wissen
  • Forschung
  • Rätsel der Physik: Die großen Fragen der Forschung

Zur Galerie Rätsel der Physik: Die großen Fragen der Forschung
Foto des Alls mit viel Dunkler Fläche und vereinzelten Sternen und Galaxien
Warum bläht Dunkle Energie das Universum auf?
Der Urknall gab dem Raum viel Schwung mit, sodass sich das Universum seither ausdehnt. Allerdings bedeutet das nicht, dass die Sterne auseinanderfliegen. Jeder Himmelskörper bleibt an seinem Ort. Doch wird der Raum zwischen ihnen größer, als wäre er ein Gummiband, an dem jemand zieht. 
1998 machten Astronominnen und Astronomen eine überraschende Entdeckung: Das Universum fliegt immer schneller auseinander. Irgendetwas beschleunigt die Expansion, eine "Dunkle Energie". Was sich dahinter verbirgt? Die für Experten naheliegendste Erklärung klingt kurios: Die Dunkle Energie sei eine Eigenschaft des Vakuums, des Raums an sich, der laut Quantenphysik keineswegs leer ist. Doch die Hypothese geht noch nicht auf. Die Forschenden stehen vor einem großen Rätsel, ähnlich wie bei der gleich klingenden Dunklen Materie, die aber nichts damit zu tun hat. Hochpräzise Weltraumteleskope sollen daher beide Phänomene bis weit in die Tiefen des Weltraums untersuchen. Sicher ist bloß: Die Dunkle Energie wird das Schicksal unseres Universums bestimmen. 
 
⇒ Unser Podcast-Tipp zu Dunkler Energie
© NASA/ESA/CSA/STScl
Zurück Weiter
Spiralgalaxie
Am Anfang war das Universum unendlich heiß und vollgepackt mit Energie. Dann dehnte sich der Raum schlagartig aus, das Universum kühlte ab, die ersten Atome, Sterne und Galaxien entstanden.   Was sich vor 13,8 Milliarden Jahren abspielte, kann das menschliche Vorstellungsvermögen kaum fassen. Und doch gilt der Urknall als sehr gut belegt. Nicht nur, weil sich der Raum noch immer ausdehnt, sondern weil sich am Rande des sichtbaren Universums das Nachglühen des heißen Anfangs zeigt – die kosmische Hintergrundstrahlung (Bild).  Bis in die ersten Sekundenbruchteile hinein lässt sich die Entstehung des Universums rekonstruieren. Doch bis ganz an den Anfang kommt die Physik nicht, dafür sind ihre Formeln nicht gemacht. Zudem bleibt die Frage: Was war davor? Die vorläufige Antwort: Ein Davor gab es nicht, die Zeit selbst begann erst mit dem Urknall. Allerdings könnte sich unser Universum auch aus einem älteren Universum gebildet haben. Oder wir sind Teil eines größeren Ganzen, eines Multiversums. Unvorstellbar? Ja, aber nicht unmöglich!       ⇒ Unser Podcast-Tipp zum Urknall
Am Large Hadron Collider zeigen sich winzige Unterschiede zwischen Materie und Antimaterie
Schrödingers Katze
Wenn elektrischer Strom durch die Kabel in Ihrem Zuhause fließt, geht ein Teil seiner Energie ungenutzt als Wärme verloren, denn die Leitungen haben einen inneren Widerstand. Einst schien sicher, dass solch ein Widerstand unumgänglich ist. Doch vor 110 Jahren widerlegte eine Entdeckung diese Erwartung. Bei extrem niedrigen Temperaturen zeigen manche Materialien außergewöhnliche elektrische und magnetische Eigenschaften. In ihnen fließt der Strom ohne jeden Widerstand, sie erzeugen extrem starke Magnetfelder und lassen sogar andere Magnete schweben (Bild).   Solche Supraleiter finden sich schon heute in Magnetresonanztomographen oder Teilchenbeschleunigern. Sie könnten unsere Welt aber noch weitaus mehr revolutionieren: Die Träume reichen von der Magnetschwebebahn bis zur Kernfusion. Doch dazu müssten die Supraleiter auch bei alltäglichem Druck und Temperaturen funktionieren. Zuletzt häuften sich Skandale um das lang ersehnte Wundermaterial. Und doch scheint die Zeit reif zu sein für die Entdeckung. 
Lange Zeit wirkten Schwarze Löcher wie ein Trugschluss von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie. Zu grotesk wirkten sie, als dass sie wirklich existieren könnten. Mittlerweile ist klar: Sie sind real. Sie wurden fotografiert, ihre Zusammenstöße wurden gemessen, sie wurden sogar in unserer Nachbarschaft entdeckt. Das Rätsel der Schwarzen Löcher ist dadurch aber nicht kleiner geworden. Denn bislang wissen wir nur, wie Schwarze Löcher von außen erscheinen: als eine Region in der Raumzeit, aus der nichts zurückkehrt, was einmal hineingefallen ist. Was im Inneren passiert, entzieht sich unserem Zugang. Dabei haben Forschende zahlreiche Fragen: Existiert im Inneren von Schwarzen Löchern eine Singularität? Welche Rolle spielt in ihnen die Quantenphysik? Und wenn sich Schwarze Löcher auflösen, gehen dann all die Informationen verloren, die dort zuvor hineingefallen sind? Oder gibt es doch noch einen Weg zurück aus dem Raumzeit-Schlund?     ⇒ Unser Podcast-Tipp zu Schwarzen Löchern
Die Zeit tickt unaufhörlich. Versuchen wir uns einen Augenblick zu vergegenwärtigen, ist er schon vergangen. Die Physik konnte das Mysterium Zeit bislang nicht ergründen. Im Gegenteil, sie offenbarte neue Wunderlichkeiten, vor allem in der Relativitätstheorie. Ihr zufolge vergeht die Zeit verschieden schnell, auf Bergen schneller als in Tälern. Ob Ereignisse gleichzeitig passieren, hängt von der Beobachtungsposition ab. Im Urknall ist ein allererster Zeitpunkt denkbar, vor dem es kein "davor" gab. Raum und Zeit bilden eine Einheit, die Raumzeit; doch während man im Raum in jede beliebige Richtung hin und her reisen kann, sind Reisen in der Zeit nur in eine Richtung möglich: in die Zukunft. In der Quantenphysik hingegen ist ein Sprung in die Vergangenheit möglich, wenn auch nur auf Mikroebene.   Keine Theorie konnte zudem klären, ob die Vergangenheit wirklich vergangen und die Zukunft wirklich offen ist. Manche Physiker, wie Carlo Rovelli, glauben, das Vergehen der Zeit sei bloß eine Illusion und Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft würden koexistieren.     ⇒ Unser Podcast-Tipp zu Zeitreisen
Unter all den bekannten Bausteinen der Natur sind die Neutrinos die am wenigsten verstandenen. Kein Wunder, entwischen sie doch fast allen Messgeräten. In diesem Augenblick, während Sie das lesen, fliegen Abermilliarden Neutrinos durch Ihren Körper, doch merken Sie davon nichts, da die Neutrinos fast nie mit Atomen zusammenstoßen.   Das wenige allerdings, was von Neutrinos bekannt ist, ist seltsam. Es existieren drei Arten, und ständig wechselt ein Neutrino seine Identität zwischen ihnen. Entgegen der Erwartung besitzen sie eine Masse, die aber winzig ist, kleiner als ein Milliardstel der Masse eines Protons.   Besonders kurios: In der Quantenphysik können Elementarteilchen – salopp gesagt – "Rechtshänder" oder "Linkshänder" sein. Die Neutrinos sind aber fast ausnahmslos "Linkshänder". Für Neutrinos gelten offenbar einige Sonderregeln, die für andere Materie nicht gelten. Mit spektakulären Experimenten wollen Forschende herausfinden, warum – in der Hoffnung, dass die Neutrinos uns den Weg zu bislang unbekannter Physik weisen.     ⇒ Unser Podcast-Tipp zu Neutrinos
Foto des Alls mit viel Dunkler Fläche und vereinzelten Sternen und Galaxien
Grafik, wie sich das Universum vom Urknall bis heute entwickelte
dramatic stormy clouds
Die Allgemeine Relativitätstheorie und die Quantenphysik haben sich ihre Reviere eigentlich gut aufgeteilt: Die eine herrscht über die große Raumzeit, die andere über die kleinen Materiebausteine. Nur selten kommen sich beide in die Quere, beispielsweise im Urknall oder im Inneren Schwarzer Löcher. Dann aber sind die Theorien sich uneinig und liefern nur noch unsinnige Ergebnisse.  Beide widersetzen sich jedem Versuch, sie zu einer gemeinsamen zu fusionieren. Um es dennoch zu schaffen, so glauben einige Physiker und Physikerinnen, müsse man den Raum neu denken. Er müsse den Gesetzen der Quantenphysik unterworfen werden. Womöglich zeige sich dann, dass Raum und Zeit aus etwas noch Fundamentalerem entspringen. Die Fusion beider Theorien wäre ein wichtiger Zwischenschritt zum Langziel der Physik: die Weltformel zu finden, eine Formel, die alles erklärt.
  • Physik
  • Schwarze Löcher
  • Quantenphysik
  • Relativitätstheorie
  • Zeit
  • Urknall
  • Kosmos
  • Astronomie
  • Technik
27. Februar 2021,00:15
Newsletter

Von Gesundheit bis Fotografie Abonnieren Sie jetzt Ihren Lieblings-Newsletter von GEO

Produkttests und Preisvergleich
  • Heizlüfter
  • Drohnen
  • Schlafmasken
  • Steamer
  • Thermovorhang
Produkte & Tipps
  • Packliste Skiurlaub
  • Laufbekleidung im Winter
  • Smarte Thermostate
  • Wärmekissen
  • Nachhaltige Schuhe
  • Yogagurt
  • Komposttoilette
  • Yoga Zubehör
  • Boulderschuhe
  • Wanderhut

Empfehlungen der Redaktion

Ein 13-jähriger Junge starrt auf seinen Smartphone-Bildschirm

Social-Media-Verbot Digitalpionier erzieht seine Kinder "handyfrei". Hier erklärt er, wie das klappt

Nerven übertragen Signale über elektrische Impulse – etwa die Information, dass im Körper etwas schmerzt

Migräne bis Rückenleiden Wie Strom sanft Schmerzen lindern kann

Gezeichneter Blick auf den Innenhof einer prächtigen Moschee

Weltreich im Wandel Vom alten Persien bis heute: Den Iran verstehen in 87 Jahreszahlen

geo_epoche
Illustration eines aufgeschnittenen Kopfes, aus dem viele Elemente purzeln

Produktivität So arbeiten Sie mit dem Kopf statt gegen ihn

Mandy Mangler in Berlin

Gynäkologin Mandy Mangler "Sex mit Orgasmus ist gesünder als ohne"

Das ländliche Schweden dient Lindgren – hier 1952 fotografiert – für viele ihrer Geschichten als Schauplatz

Biografie Astrid Lindgren: Im Herzen immer Bullerbü

geo_epoche
Frau umarmt weissen flauschigen Hund vor schwarzem Hintergrund

Mitfühlende Wesen Kranker Mensch, kranker Hund? Wie unser Seelenleid Vierbeiner belasten kann

Foto einer Teenagerin, die mit Make-Up experimentiert

Pubertät bei Mädchen Zu früh in einem anderen Körper

Jederzeit können sich Paare heute über Kontinente hinweg sehen, sprechen und schreiben. Das führt zur "digitalen Eifersucht". Wer nicht reagiert, löst beim Partner womöglich Misstrauen aus

Partnersuche Wie kluges Online-Dating in langfristige Beziehungen führt

Treffen Sonnenteilchen auf die Erdatmosphäre, regen sie in hohen Schichten Gasmoleküle zum Leuchten an: Stickstoff strahlt blau oder violett, Sauerstoff rötlich, in niedrigen Höhen auch grün. Als im Januar 2026 Polarlichter selbst über Welzheim (Baden-Württemberg) am Nachthimmel tanzen, steckt hinter dem außergewöhnlichen Spektakel ein heftiger Sonnensturm

Sonnenstürme Polarlichter über Deutschland – schön, aber auch bedrohlich?

Resiliente Kinder erleben sich als wirksam: Wer spürt, dass er etwas kann, wächst an sich selbst

Erziehung Resilienz ist lernbar: Wie Kinder seelisch stark werden

Zwei Pferde als Gespann ziehen einen VW - Kleinbus

Ölkrise 1973 Ausgebremst im Ölrausch: Als Deutschland der Sprit ausging

geo_epoche
Unsere Gedanken entscheiden darüber, ob wir gestresst sind oder nicht. Stressmindernde Gedanken lassen sich trainieren 

Stress reduzieren Wie wir die innere Haltung verändern – und Gelassenheit finden

Detail einer Grapefruit unter Wasser

Von Muskeln bis Libido Wie Ihre Ernährung den Testosteronspiegel beeinflusst

Ein junger Mann mit blauben Augen blickt in die Kamera. Er trägt einen gelben Helm

Bergbau Unter Sardinien ruht ein Schatz. Europa braucht ihn

Willst du ein Brötchen? Lieber eine Banane? Oder doch die Knabber-Erdbeeren? Schon die Kleinsten dürfen entscheiden – auch, wenn sie ihre Meinung oft drei Sekunden später ändern

Demokratische Erziehung Was Kinder mitbestimmen sollten – und welche Entscheidungen sie überfordern

Die Versuchsanlage Wendelstein 7-X in Greifswald erschafft leistungsstarke Plasmen. Auch wegen ihr träumt die Bundesregierung von einer Weltmarktführerschaft im Bereich Kernfusion

Energie der Zukunft Kommt die Kernfusion? So realistisch ist der Traum vom Sonnenfeuer

Illustration eines Kopfes umgeben von Sonnenschein und Schmetterlingen

Psychologie Die Kraft der Manifestation: Wie positive Gedanken unser Schicksal beeinflussen

Tanzendes Paar

Hirnforschung Wie uns Tanzen klüger und gesünder macht

Mehr zum Thema

11. Oktober 2023,17:50
Wo immer das häufigste Element der Erde – Sauerstoff – und das zweithäufigste – Eisen – auf­ein­ander­treffen, vereinigen sie sich zu Eisenoxid, also zu Rost. Der hat eine zerstörerische Kraft, aber wie hier am Industrie­denkmal Völklinger Hütte auch seine schönen Seiten

Chemie Alarmstufe Rost: Vom Kampf gegen die zerstörerische Macht der Korrosion

16. Februar 2022,09:32
So soll es eines Tages aussehen: Eine Person blickt auf einen Monitor und erlebt so vor sich ein Hologramm – an ihm kann sie mehr Details ­erkennen als in einer zweidimensionalen Ansicht          Doctor using hologram modern virtual screen interface Respiratory System in the operating room, innovative and future of medical and healthcare technology

Medizin, Design, Gaming Die perfekte Illusion: Wie Holografie jetzt unsere Welt verändern könnte

10. Dezember 2024,10:06
Pseudomedizin: Hokuspokus mit Quanten: Wie Esoteriker die Physik missbrauchen

Pseudomedizin Hokuspokus mit Quanten: Wie Esoteriker die Physik missbrauchen

20. Februar 2026,06:00
Ein Mann steht vor einer Tafel

Carlo Rovelli Dieser Physiker fordert unser Verständnis der Welt heraus

22. Januar 2025,15:33
Werner Heisenberg war gerade einmal 25 Jahre alt, als er im Winter 1926/27 die bis dahin gültigen Erkenntnisse der Physik auf den Kopf stellt (im Bild etwa zehn Jahre später)

Quantenmechanik Schlau in 3 Minuten: Heisenbergs Unschärferelation verständlich erklärt

26. November 2024,14:55
Künstlerische Verarbeitung des Themas QBismus

QBismus Ist alles nur subjektiv? Die radikale Quantenphilosophie fordert unser Denken heraus

02. Januar 2025,10:50
Physiker Albert Einstein und Niels Bohr

Quantenphysik Der Kampf der Titanen: Als Einstein und Bohr die Wirklichkeit neu erfanden

30. Januar 2025,06:32
Wie ist der Mond entstanden?

Astronomie Wie ist der Mond entstanden? Forschende zweifeln an gängigen Theorien

02. Dezember 2024,14:03
An der Spiralgalaxie Messier 74 zeigt sich eindrucksvoll, wie ungleichmäßig interstellare Materie in Galaxien verteilt ist. Manche Gebiete sind fast frei von ihr (dunkle Blasen mit bläulichen Sternen), dazwischen knubbeln sich Gas und Staub (rötlich leuchtend): Dort entstehen neue Sterne (pink)

Astronomie Wurmloch? Interstellares Reisen? Was Max-Planck-Forschende wirklich entdeckt haben

Weitere Inhalte
Oft gesucht Themen der Rubrik "Wissen"
  • Quiz: Orthografie
  • Wissenstest: Geschichte
  • Die seltenste Blutgruppe
  • Photoshop: Schwarz lässt Objekte "verschwinden"
  • Schulz von Thun
  • Wissenstest: Medizin
  • Schlummertaste
  • Gesunde Ernährung
  • Neurologie
  • Wissenstest: Literatur
  • Schlechte Laune
  • Stone Henge
  • Papaya
  • Idee vom Designerbaby
  • Kokosöl
Archive
  • GEO Archiv
  • Themenübersicht
  • Über uns
  • Schreiben Sie uns Anregungen, Kommentare und Kritik
  • Impressum
  • Barrierefreiheitserklärung
  • Datenschutzhinweise
  • Verträge hier kündigen
  • Werbung
  • Datenschutz-Einstellungen
  • Kontakt
  • Presse

© G+J Medien GmbH

GEO plus

Weiterlesen mit GEO+

4 Wochen für 1 €. Jederzeit kündbar.

Jetzt testen

Bereits registriert? Hier anmelden