Geheimnisvolles Universum

Wie groß ist das Universum? Hat es eine Grenze, oder ist es unendlich? Seit Beginn der Sternenforschung stellen sich Kosmologen diese und andere spannende Fragen. Vom Fernrohr Galileis bis zum Hubble-Teleskop: Je tiefer der Blick ins All ist, desto mehr Fragen stellen sich. Und je mehr die Astrophysiker entdecken, desto rätselhafter erscheint das Universum. Dehnt es sich endlos aus? Oder existiert sogar ein Multiversum? Diese Folge nimmt die Zuschauerinnen und Zuschauer mit auf eine faszinierende Reise durch Raum und Zeit: Von den ersten Himmelsbeobachtungen der Menschheit bis zu den modernsten Teleskopen unserer Gegenwart beleuchtet sie die zentralen Stationen der astronomischen Forschung – und stellt die großen Fragen der modernen Kosmologie vor. Visuell eindrucksvolle Bilder und fundierte Experteneinschätzungen zeigen, wie sich das Universum seit dem Urknall ausdehnt, weshalb sich Galaxien durch die Expansion des Raums ausdehnen – und wie diese Erkenntnisse unser Verständnis vom Ursprung und Aufbau des Kosmos verändert haben. Die Dokumentation stellt aktuelle wissenschaftliche Modelle vor – darunter die Theorie der kosmischen Inflation und das Konzept des Multiversums. Sie zeigt, wie die Theoretische Physik versucht, die Grenzen des Beobachtbaren auszuloten und neue Erkenntnisse über die Struktur des Universums zu gewinnen. (Text: ZDF)

Schwarze Löcher – unsichtbare Giganten, die sogar das Licht verschlingen. Was verbirgt sich hinter diesen kosmischen Phänomenen, die unser Verständnis von Raum und Zeit auf die Probe stellen? Schwarze Löcher entziehen sich unserem Blick, doch ihre Wirkung ist unzweifelhaft. Von der ersten Aufnahme eines Schwarzen Lochs bis zu neuen Theorien – die Forschung rückt einem der größten Rätsel des Universums immer näher. Sagittarius A*, das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße, spielt möglicherweise eine zentrale Rolle bei der Entstehung und Entwicklung von Galaxien. Könnten Schwarze Löcher also nicht nur als extreme kosmische Objekte gelten, sondern auch ein Schlüssel zum Verständnis des Universums sein? In dieser Folge steht eines der faszinierendsten und zugleich rätselhaftesten Phänomene der modernen Astrophysik im Mittelpunkt: Schwarze Löcher. Dabei werden einige der drängendsten Fragen der Wissenschaft behandelt: Was geschieht im Inneren eines Schwarzen Lochs? Gibt es dort eine Singularität – einen zentralen Punkt unendlicher Dichte und Schwerkraft? Oder könnten sich dort theoretisch Übergänge zu anderen Dimensionen befinden? Existieren Wurmlöcher oder sogenannte Weiße Löcher? Und was passiert, wenn ein Schwarzes Loch durch Hawking-Strahlung langsam verdampft? Die Dokumentation zeigt beeindruckende Bilder und aktuelle Forschungsergebnisse. Sie erzählt die Geschichte der ersten Aufnahme eines Schwarzen Lochs. Dabei wird deutlich: Schwarze Löcher beeinflussen nicht nur ihre Umgebung. Sie spielen auch eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Galaxien. Vielleicht liefern sie sogar Hinweise darauf, wie das Universum aufgebaut ist. (Text: ZDF)

Wie sterben Sterne? Eine Supernova ist das letzte Aufglühen am Ende ihres Lebens. Mit gewaltiger Strahlkraft erhellt der sterbende Stern den Kosmos – so hell wie eine ganze Galaxie. Von unserer vergänglichen Sonne bis zu Riesensternen, die in gewaltigen Explosionen enden: Supernovae sind zugleich zerstörerisch und schöpferisch. Sie erschaffen neue Welten, verraten Geheimnisse kosmischer Zyklen und stellen die moderne Astronomie vor Rätsel. Wenn Sterne explodieren, beginnt ein neues Kapitel im Universum: Supernovae schleudern Sternenstaub ins All – das Material, aus dem Planeten und Menschen entstehen. Die Doku erzählt, wie aus Zerstörung neues Leben entsteht und warum wir alle Teil eines ewigen Zyklus sind. Im Herzen einer Supernova entfaltet sich der Kreislauf von Leben und Tod im Universum. Die Explosion eines Sterns schleudert schwere Elemente ins All – Bausteine, aus denen Planeten, Monde und auch wir Menschen bestehen. Moderne Teleskope ermöglichen es, diese gigantischen Detonationen zu beobachten und die zurückgelassenen Nebel zu erforschen. In ihnen entstehen Neutronensterne oder Schwarze Löcher, Zeugnisse einst strahlender Giganten. Doch nicht alle Sterne folgen diesem Muster. Forschende stoßen auf Anomalien wie „Zombie-Sterne“ und seltene Explosionen. Phänomene, die erahnen lassen, dass es bisher unbekannte Formen des Sternentodes gibt. (Text: ZDF)

Vor Milliarden Jahren entstand auf der Erde etwas Einzigartiges: Leben. Doch wie konnten aus toter Materie Organismen entstehen? Das ist eines der größten Geheimnisse der Wissenschaft. Leben entsteht, wenn bestimmte chemische Elemente unter den richtigen Bedingungen miteinander reagieren und sich zu komplexen Molekülen verbinden. Wie genau dieser Übergang von toter Materie zu lebenden Organismen passiert ist, bleibt jedoch unklar. Die Wissenschaft führt den Stammbaum des Lebens auf einen universellen Urvorfahren zurück – den sogenannten „letzten gemeinsamen Vorfahren allen Lebens“, kurz LUCA. Aus diesem frühen Organismus gingen Bakterien, Pflanzen, Tiere und schließlich auch der Mensch hervor. Der genaue Ursprung des Lebens bleibt ein Rätsel. Entstand es durch die chemische Vielfalt eines urzeitlichen Ozeans? Spielten mineralische Oberflächen eine Rolle, indem sie Moleküle anordneten und Reaktionen begünstigten? Oder war die Hitze brodelnder Tiefseequellen entscheidend? Manche Hypothesen reichen noch weiter: Demnach könnten die ersten Bausteine des Lebens mit Meteoriten aus dem All auf die Erde gelangt sein. Ein Szenario, das Leben im Universum als weit verbreitet erscheinen lässt. Heute suchen Forschende nicht nur in den ältesten Gesteinsschichten der Erde nach Spuren des Lebens, sondern auch auf dem Mars und in den Atmosphären entdeckter Exoplaneten. Jede neue Entdeckung bringt sie der Antwort näher, wie aus einfachen Molekülen komplexe Organismen entstehen konnten – und wirft zugleich die Frage auf, ob das Leben auf der Erde Teil eines viel größeren Netzwerkes im Universum ist. (Text: ZDF)

Dunkle Materie und Dunkle Energie beeinflussen die Bewegung von Galaxien und die Ausdehnung des Universums. Sie sind für unsere Augen unsichtbar. Wie spürt man die dunklen Kräfte auf? Sie gehören zu den größten Rätseln der modernen Kosmologie: Dunkle Materie und Dunkle Energie. Obwohl ihre Namen ähnlich klingen, unterscheiden sie sich grundlegend in ihrer Beschaffenheit und Wirkung auf das Universum. Ihr Ursprung ist bis heute unbekannt. Nur fünf Prozent des Kosmos bestehen aus sichtbarer Materie. Der überwiegende Teil zählt zum sogenannten dunklen Universum, einem unsichtbaren Reich aus Dunkler Materie und Dunkler Energie. Seit fast einem Jahrhundert rätseln Wissenschaftler über die dunkle Seite des Universums. Dunkle Materie wirkt wie ein unsichtbares Netz, das Galaxien zusammenhält – und lässt sich durch indirekte Beobachtungen und gravitative Effekte nachweisen. Dunkle Energie ist noch mysteriöser: Sie beschleunigt die Ausdehnung des Universums und schafft gigantische Leerräume im All, die sich durch kosmische Strahlung oder eine Supernova nachweisen lassen. Unsere Sinne können beide dunklen Kräfte nicht erfassen. Doch sie könnten Hinweise auf eine bislang unbekannte Physik liefern. Hinter der Dunklen Materie vermuten Forscher und Forscherinnen noch unentdeckte Teilchen – oder sogar verborgene Dimensionen. Die Dunkle Energie hingegen könnte aus dem Vakuum selbst oder einem Quantenfeld stammen. Das Zusammenspiel beider Kräfte entscheidet womöglich über das Schicksal des Kosmos: Kommt es zu einem Big Crunch, oder endet alles in einer ewigen, kalten Leere? Mithilfe hochmoderner Teleskope und Teilchenbeschleuniger wie dem größten der Welt, gebaut und betrieben von CERN, beginnt die Wissenschaft, dieses unsichtbare Reich zu kartieren und damit unser Bild der Realität grundlegend zu verändern. (Text: ZDF)

Was sind kosmische Strahlen – und warum sind sie gefährlich? Die unsichtbaren Teilchen rasen mit Lichtgeschwindigkeit durch das All und durchdringen sogar den menschlichen Körper. Kosmische Strahlen sind subatomare Teilchen, die sogar Astronauten in Raumanzügen gefährden können. Sie stammen von Supernovae, Schwarzen Löchern oder der Sonne selbst. Ihr Ursprung ist rätselhaft, ihre Energie enorm. Experten nutzen Teleskope, um sie zu erforschen. Täglich treffen kosmische Strahlen auf die Erde – meist unbemerkt. Das Magnetfeld der Erde schützt uns. Astronauten sind im Weltall jedoch der Teilchenflut ausgeliefert. Bereits bei den Apollo-Missionen in den 1960er-Jahren wurde über Lichtblitze berichtet, die durch unsichtbare Teilchen ausgelöst wurden. Erste Hinweise deuten auf die Sonne hin. Viele dieser kosmischen Strahlen stammen jedoch aus weit entfernten Quellen, wie aus einer Supernova oder einer kollidierenden Galaxie. Der österreichische Physiker Victor Hess entdeckte 1912 die kosmischen Strahlen. Ein weiterer Meilenstein in der Forschung wurde 1980 erreicht, als ein Observatorium das „Oh-My-God“-Teilchen mit extremer Energie registrierte. Heute wird mithilfe moderner Instrumente wie dem Fermi-Teleskop Gammastrahlung gesammelt, um ihre Herkunft zu klären. Einige Teilchen scheinen sogar aus „leeren“ Regionen des Alls zu stammen. Die Forschung steht vor einem Rätsel – und einer Herausforderung: Wer den Kosmos erforschen will, muss die Gefahren der kosmischen Strahlen verstehen. (Text: ZDF)

Sind wir allein im Universum? Trotz Milliarden von Sternen und Galaxien bleibt die Erde wohl einzigartig. Die Suche nach außerirdischer Intelligenz stellt unser Selbstbild infrage. Gibt es intelligentes Leben da draußen, oder sind wir wirklich allein im Kosmos? Seit Enrico Fermi fragte: „Wo sind sie alle?“, rätseln Forschende über das Schweigen des Alls. SETI, Exoplaneten und das „Wow!“-Signal liefern zwar Hinweise – doch bisher fehlt ein Beweis. Die Suche nach außerirdischer Intelligenz begann mit Radioteleskopen, die den Himmel nach Signalen absuchten. Das berühmte „Wow!“-Signal von 1977 ist bis heute rätselhaft. Dank Missionen wie Kepler wurden Tausende Exoplaneten entdeckt – von denen einige über potenziell lebensfreundlichen Atmosphären verfügen. Doch was wäre, wenn außerirdisches Leben völlig anders funktionierte als vermutet? Einige Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen sind überzeugt, dass wir mit den falschen Methoden suchen. Andere wiederum sind der Meinung, dass Leben extrem selten sei und fortgeschrittene Zivilisationen im All bewusst schweigen. Über eine Sache herrscht in der Forschung jedoch Einigkeit: Angesichts der Größe und des Alters des Universums ist es unwahrscheinlich, dass die Erde der einzige belebte Ort ist. Könnten neue Technologien Antworten liefern und unser Verständnis vom Platz der Menschheit im All grundlegend verändern? Die Suche nach Leben im Universum ist sowohl wissenschaftlich als auch philosophisch ein spannendes Forschungsfeld. (Text: ZDF)

Wie entstehen Galaxien – und was verraten sie über das Universum? Gewaltige Sternsysteme aus Gas und Dunkler Materie formen den Kosmos. Ihre Entwicklung zählt zu den Rätseln der Astronomie. Galaxien erzählen die Geschichte unseres Universums – von seiner Entstehung bis zur heutigen Struktur. Die Forschenden beobachten Kollisionen und stellen sich die Frage: Was passiert mit der Milchstraße in ferner Zukunft? Kurz nach dem Urknall besteht das Universum aus einer heißen, lichtundurchlässigen Teilchensuppe. Erst mit der Entstehung der ersten Sterne beginnt das All zu leuchten. Die Wissenschaft bezeichnet diese Entwicklung als „kosmische Erleuchtung“. Aus diesen frühen Lichtquellen entstehen nach und nach die Galaxien – die Grundstruktur des Kosmos. Lange galt die Milchstraße als einzige Galaxie, bis der Physiker und Astronom Edwin Hubble im Jahr 1923 beweist, dass der Andromedanebel viele andere Galaxien enthält. Heute ist bekannt: Es sind Milliarden. Die Galaxien wachsen durch Kollisionen, verschmelzen und verändern sich ständig. In ihren Zentren befinden sich supermassive Schwarze Löcher – ihre Rolle in der galaktischen Evolution gibt viele Rätsel auf. Sind sie Ursache oder Folge? Von aktiven Quasaren bis zu sterbenden Galaxien reicht das Spektrum. Was passiert, wenn Galaxien keine neuen Sterne mehr bilden? Verlöschen sie langsam, oder enden sie in gewaltigen Explosionen? Forschende analysieren die ältesten Sterne und galaktische Fossilien, um die Vergangenheit zu entschlüsseln – und die Zukunft der Milchstraße zu verstehen. Zwischen kosmischer Leuchtkraft und dunkler Stille liegt das Schicksal unserer Galaxie. (Text: ZDF)