Geheimnisvolles Universum

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)