ScienceBlogs ist ein wissenschaftliches Blogportal mit derzeit 30 Blogs von Forschern und Wissenschaftsjournalisten. 

Gibt es um fast jeden Stern Kometen und Asteroiden?

Bild in der Großansicht Dr. Florian Freistetter ist Astronom. Er promovierte am Institut für Astronomie der Universität Wien und forscht zur Zeit in Jena und Heidelberg über die Dynamik extrasolarer Planeten und die Probleme virtueller Observatorien: 

"Sieht man von Atomen, Molekülen und Staubkörner ab, so sind die kleinsten astronomischen Objekte die Asteroiden und Kometen. Gemeinsam mit Planeten und Monden umkreisen sie einen Stern und bilden damit ein Planeten- oder Sonnensystem.

Die Sterne selbst existieren auch nicht isoliert, sondern sind in Galaxien organisiert. Eine typische Galaxie wie die Milchstrasse besteht dabei aus einigen Milliarden Sternen. Die Galaxie, in der sich unsere Sonne befindet heisst "Milchstrasse"(...)" 

Woher kommen Fruchtfliegen?

Marc Scheloske ist Wissenschaftssoziologe und Redakteur von ScienceBlogs:

"Die kleinen, lästigen Fliegen, die in der Küche das Obst umschwirren sind, das vorweg, strenggenommen gar keine Fruchtfliegen, sondern Taufliegen (Drosophiliden). Sie werden umgangssprachlich häufig auch Obst-, Essig- oder Gärfliegen genannt. In der Küche sind Taufliegen jedenfalls der Alptraum. Doch was die Hausfrau und den Hausmann fluchen lässt, das sorgt bei Forschern für glänzende Augen: Denn Taufliegen haben eine sehr hohe Reproduktionsrate und lassen sich leicht züchten (...)"

Was versteht man unter dem Kartagener-Syndrom?

Marc Scheloske ist Wissenschaftssoziologe und Redakteur von ScienceBlogs:

"Auf eine aktuelle Forschungsfrage von Jens antwortet Marc Scheloske:
Beim Kartagener Syndrom handelt es sich um eine angeborene Erkankung. Sie wird autosomal-rezessiv vererbt; es müssen also beide Elternteile ein verändertes Gen weitergeben. Da bei den Betroffenen die reinigenden Cilien (Flimmerhärchen) der Atemwege nicht voll funktionstüchtig sind, leiden sie an chronischer Nasennebenhöhlen-Entzündung und chronischer Bronchitis. Gleichzeitig sind bei den Patienten die inneren Organe seitenverkehrt angelegt (...)"

Gibt es um fast jeden Stern Kometen und Asteroiden?

Bild in der Großansicht Dr. Florian Freistetter ist Astronom. Er promovierte am Institut für Astronomie der Universität Wien und forscht zur Zeit in Jena und Heidelberg über die Dynamik extrasolarer Planeten und die Probleme virtueller Observatorien:

"Kometen und Asteroiden sind ein Überbleibsel aus der Zeit der Planetenentstehung. Wenn sich um einen Stern Planeten bilden, dann entstehen die aus einer Scheibe voller Staub und Gas. Diese Teilchen klumpen immer mehr zusammen bis irgendwann aus Staubkörnern Planeten entstanden sind (...)" 

Woher weiß eine Schnecke oder Muschel, dass sie ihre Kalkschale nicht mehr größer bauen kann?

Marc Scheloske ist Wissenschaftssoziologe und Redakteur von ScienceBlogs:

"Für das Wachstum eines Schneckengehäuses oder der Schale einer Muschel gibt es keine fixe Begrenzung oder ein Stoppsignal. Das lässt sich verstehen, wenn man sich die Bildung und Funktion eines Schneckengehäuses näher ansieht (...)"

Warum kann man die Atomkerne, die sich antriebslos bewegen, nicht als Energiequelle für unsere Welt nutzen?

Dr. Jörg Rings ist Physiker. Er hat in Heidelberg studiert und in Karlsruhe promoviert. Zur Zeit arbeitet er am Forschungszentrum Jülich zum Thema Hydrogeophysik:

"Antriebslose Bewegung kann nur heißen, dass eine Kraft auf den Atomkern ausgeübt wurde und er sich jetzt im Vakuum befindet, frei von der Möglichkeit, durch Stöße mit anderen Teilchen in seiner Bewegung gestört zu werden. Unter diesen Umständen bewegt er sich nach den Newtonschen Gesetzen gleichförmig und geradlinig (...)"

Ist unser Wissen im Traum größer als bei wachem Bewusstsein?

Marc Scheloske ist Wissenschaftssoziologe und Redakteur von ScienceBlogs:

"Die Erfahrung, dass man sich selbst im Traum überrascht, hat wohl jeder schon einmal gemacht. Man erwacht und stellt fest, dass man eben im Traum irgendeine Information parat hatte, von der man (im wachen Zustand) gar nicht ahnte, jemals davon gehört zu haben.
Die Schlußfolgerung, dass unser Wissen im Traum größer und umfassender wäre, als bei wachem Bewusstsein, ist allerdings sicher nicht korrekt. Dazu müssen wir uns kurz vergegenwärtigen, was wir in diesem Zusammenhang überhaupt unter Wissen verstehen wollen (...)" 

Warum weinen Tiere nicht?

Marc Scheloske ist Wissenschaftssoziologe und Redakteur von ScienceBlogs:

"Auch wenn die Krokodilstränen sprichwörtlich geworden sind - Tiere weinen nicht, wenigstens nicht aus Schmerz oder Trauer. Emotionale Tränen sind eine ausschließlich menschliche Eigenschaft.
Wobei man natürlich unterscheiden muß. Träne ist nicht gleich Träne. Denn rein physiologisch gesehen können natürlich auch andere Säugetiere "weinen", denn sie besitzen schließlich einen Tränenapparat, der zunächst einmal das Austrocknen des Auges verhindert. Und wenn ein Fremdkörper ins Auge gelangt, dann wird dieser mit Hilfe von Tränenflüssigkeit ausgespült. Diese reflektorischen Tränen - wie die Fachleute sagen - kennen wir ebenso vom Zwiebelschneiden oder bei Allergien (...)" 

Welches berühmte Gas gibt es auf dem Mond?

Bild in der Großansicht Dr. Florian Freistetter ist Astronom. Er promovierte am Institut für Astronomie der Universität Wien und forscht zur Zeit in Jena und Heidelberg über die Dynamik extrasolarer Planeten und die Probleme virtueller Observatorien:

"Die Erde ist von einer Hülle aus verschiedenen Gasen (hauptsächlich Stickstoff und Sauerstoff) umgeben. Der Mond ist ein Himmelskörper ohne solch eine Atmosphäre. Seine Masse ist zu gering, um die Gasatome festzuhalten. Die wenigen Teilchen, die der Mond bedingt festhalten kann, stammen vom Sonnenwind; dabei handelt es sich hauptsächlich um Helium, Wasserstoff, Neon und Argon (...)"

Warum legt man die Mond-Umlaufbahn eines Satelliten nicht so, dass sie ganz knapp über ein interessantes Objekt verläuft?

Experte Dipl.-Ing. Hans Griebel, Raumfahr-Ingenieur am Europäischen Weltraum Kontrollzentrum der Europäischen Raumfahrtbehörde ESA

"In der Tat macht man das fast so: Nicht wenige Meter über der Oberfläche, aber immerhin mehrere Kilometer. LRO hat eine Bahnhöhe von ca. 50km, das ist auf der Erde gerade einmal der halbe Weg in den Weltraum (der per Definition bei 100km beginnt). Darunter werden Missionen aber zunehmend schwieriger, und hierfür gibt es gleich mehrere Gründe: - Die Geschwindigkeit ist sehr hoch. In direkter Antwort auf die Frage nach der Kamera-Geschwindigkeit: ca. 1.7km/s beträgt die Fluggeschwindigkeit in einer niedrigen Mondumlaufbahn. Das bedeutet 17m in einer 1/100stel Sekunde! (...)"

Wie entsteht ein Ohrwurm?

Marc Scheloske ist Wissenschaftssoziologe und Redakteur von ScienceBlogs:

"Ohrwürmer sind ziemlich hartnäckige Biester. Wenn sie sich erst einmal festgesetzt haben, dann wird man sie häufig nur schwer wieder los. Die Ohrwurmforschung - es gibt tatsächlich Psychologen und Neurowissenschaftler, die sich mit diesem Phänomen beschäftigen - hat jedenfalls herausgefunden, dass eigentlich alle Menschen für dieses Phänomen anfällig sind. In Befragungen geben mehr als 95% zur Auskunft, dass sich bei Ihnen von Zeit zu Zeit eine Melodie im Kopf festsetzt, die dort in einer Endlosschleife abgespielt wird (...)" 

Wieso heißen die kleinen Bäume im Hochwald Oskar?

Marc Scheloske ist Wissenschaftssoziologe und Redakteur von ScienceBlogs:

Ein sogenanntes "Oskar-Syndrom" gibt es tatsächlich. Man könnte vielleicht vermuten, dass damit das Verhalten eines saarländischen Politikers beschrieben wird, aber dem ist nicht so. Als Oskar-Syndrom bezeichnen Forstexperten eine frühe Stagnation des Baumwachstums.

Dafür gibt es mehrere Gründe: manchmal ist das Wild dafür verantwortlich, dass Bäume kein altersgemäßes Wachstum zeigen. Dann nämlich, wenn durch Wildbiss die Triebe immer wieder eingekürzt werden. Durch diese Schädigung gibt es Bäume, die zwar zwanzig Jahre alt, aber kaum einen Meter hoch sind. (...)" 

Was sind Leptonen?

Dr. Jörg Rings ist Physiker. Er hat in Heidelberg studiert und in Karlsruhe promoviert. Zur Zeit arbeitet er am Forschungszentrum Jülich zum Thema Hydrogeophysik:

"Leptonen sind eine Klasse von Elementarteilchen, deren berühmtester Vertreter das Elektron ist. Es gibt sechs Leptonen in drei Generationen. Die erste Generation bildet das bekannte Elektron und das Elektron-Neutrino. Neutrinos sind besonders leichte Teilchen, die fast nie mit Materie reagieren da sie nur über die Schwache Kraft wechselwirken. Die schwereren Generatioen bilden das Myon und das Tau, und ihre jeweiligen Neutrinos. Das Myon und Tau sind nicht stabil und zerfallen in leichtere Teilchen, z.B. das Myon in Elektron und zwei Neutrinos (...)"

Warum sehen Dinge. die sehr weit weg sind, sehr klein aus (wie z. B. Sterne)?

Bild in der Großansicht Dr. Florian Freistetter ist Astronom. Er promovierte am Institut für Astronomie der Universität Wien und forscht zur Zeit in Jena und Heidelberg über die Dynamik extrasolarer Planeten und die Probleme virtueller Observatorien:

"Entfernte Gegenstände erscheinen uns deswegen kleiner, weil sie unter einem kleineren Gesichtswinkel erscheinen. Der Gesichtswinkel ist der Winkel, der zwischen zwei Lichtstrahlen liegt, die von den gegenüberliegenden Enden eines Gegenstandes zum Auge führen

Dieser Winkel wird auch der Winkeldurchmesser des Objekts genannt. Der Winkeldurchmesser des Mondes beträgt zum Beispiel ein halbes Grad - d.h. wenn man sich den gesamten Himmel als Kreis mit 360 Grad vorstellt, dann ist der Bereich des Himmels, den der Mond abdeckt, genau ein halbes Grad groß. Die Sonne ist zwar viel größer als der Mond - aber auch weiter weg. Obwohl ihr Durchmesser 400.000 mal größer als der Mond ist, erscheint sie uns viel kleiner. Ihr Winkeldurchmesser beträgt ebenfalls etwa ein halbes Grad. Das ist übrigens auch der Grund, warum der Mond bei einer Sonnenfinsternis die Sonnenscheibe komplett bedecken kann.

Sterne sind noch sehr viel weiter entfernt als die Sonne. Ihr Winkeldurchmesser ist so gering, dass sie unserem Auge nur als Punkte erscheinen. Auch mit Teleskopen ist es kaum möglich, Sterne größer zu sehen. Nur bei sehr nahen Sternen bzw. sehr großen Sternen haben es Teleskope mit sehr großem Auflösungsvermögen (z.B. das Hubble-Teleskop) geschafft, sie nicht als Punkte, sondern als kleine Scheiben zu sehen."

Kann man auf dem Mount Everest ein Ei kochen?

Marc Scheloske ist Wissenschaftssoziologe und Redakteur von ScienceBlogs:

"Es ist tatsächlich so, dass der erfolgreiche Bergsteiger auf dem Gipfel des Mount Everest auf ein frisch hartgekochtes Ei verzichten muß. Durch den geringen Luftdruck in Höhen über 8000 Meter (etwa 0,3 bar auf dem Everest-Gipfel) liegt nämlich der Siedepunkt des Wassers ebenfalls deutlich niedriger als auf Meereshöhe. Bereits bei rund 70°C beginnt Wasser unter diesen Bedingungen zu kochen (...)" 

Warum fliegen die Mücken überhaupt zum Licht?

Marc Scheloske ist Wissenschaftssoziologe und Redakteur von ScienceBlogs:

"Die Tatsache, dass viele Insekten (v.a. Nachtfalter) geradezu magisch von künstlichen Lichtquellen angezogen werden, hat sich ja längst im Sprachgebrauch niedergeschlagen. Warum die Motten aber das Licht umkreisen, ist nicht zweifelsfrei geklärt.

Die meisten Fachleute sehen die Ursache jedoch in einer simplen, aber tragischen Verwechslung bzw. Irreführung der nachtaktiven Insekten (...)" 

Können Teilchen in einem Medium wie z. B. Wasser, in dem die Lichtgeschwindigkeit reduziert ist, diese überschreiten? Welche Auswirkungen hat dies?

Dr. Jörg Rings ist Physiker. Er hat in Heidelberg studiert und in Karlsruhe promoviert. Zur Zeit arbeitet er am Forschungszentrum Jülich zum Thema Hydrogeophysik:

"Ja, das können sie. Unerreichbar ist lediglich die Vakuumgeschwindigkeit des Lichts. Tritt ein Teilchen in ein Medium ein, mit einer Geschwindigkeit über der Lichtgeschwindigkeit in diesem Medium, so kommt es zu einem Effekt ähnlich dem Überschnallknall bei Kampfflugzeugen.

Es wird eine kegelförmige Lichtwellenfront ausgesandt, dies bezeichnet man als den Cerenkov-Effekt (...)"

Inwiefern prägt die Muttersprache das Gehör?

Marc Scheloske ist Wissenschaftssoziologe und Redakteur von ScienceBlogs:

"Jüngere Untersuchungen zeigen recht deutlich, dass die Muttersprache bzw. dass das Aufwachsen in bestimmten Kulturkreisen unser Gehör prägt. Das ist eigentlich auch wenig erstaunlich, wenn man sich vergegenwärtigt, welche Bedeutung der Spracherwerb für den Säugling hat und wie zentral für die Entwicklung die sprachliche Kommunikation und das Erlernen der Muttersprache ist (...)" 

Realisieren zweisprachige Personen beim Sprechen unterschiedliche Aspekte ihrer Persönlichkeit und ihres Erlebens?

Marc Scheloske ist Wissenschaftssoziologe und Redakteur von ScienceBlogs:

"Eine sehr kurze, aber sicher nicht zufriedenstellende Antwort könnte lauten: Es kommt darauf an.

Zunächst fällt aber auf, dass bereits in der Frage implizit die Bedeutung von Sprache für die Identitäts- und Persönlichkeitsentwicklung vorausgesetzt wird. Diese Sichtweise befindet sich damit in bester (sprach-)philosophischer Tradition. Es ist ganz egal, ob wir hier George Herbert Mead herausgreifen, für den Sprache ein wesentlicher Aspekt der Identitätskonstitution war (...)"

Gibt es auch Schmetterlinge, die sich nicht verpuppen?

Marc Scheloske ist Wissenschaftssoziologe und Redakteur von ScienceBlogs:

"Die Antwort auf diese Frage lautet ganz eindeutig: Nein. Es ist ja gerade eines der spannendsten Merkmale von Schmetterlingen, dass diese Insekten während ihrer Entwicklung die Verpuppung durchlaufen und während dieser Phase eine beeindruckende Gestaltumwandlung durchmachen. Uns fasziniert doch genau diese Verwandlung von der oft schwerfälligen, gefrässigen Raupe in die filigran-schillernden Schmetterlinge, die mühelos durch die Luft schweben. Und das Verpuppungsstadium ist dabei der wesentliche Faktor (...)" 

Ist der Klimawandel wirklich direkt für das Aussterben von Arten verantwortlich?

Georg Hoffmann hat an der Ruhr-Universität Bochum Physik studiert. Anschliessend hat er am   Max-Planck Institut Hamburg mit globalen "Klimamodellen" gearbeitet. Seit der 1998 lebt er in Paris und arbeitet dort am LSCE (Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement).

"Die im Rahmen des IPCC AR4 durchgeführten Klimamodellläufe berechnen eine globale Klimaänderung zwischen ca. +2°C bis + 6°C bis 2100, je abhängig vom ausgewählten ökonomischen Szenario (Bevölkerungsentwicklung, Energiemix, etc.). Selbst wenn man sich auf die "realistischeren" Fälle beschränkt (ist nur meine Beurteilung, nichts offizielles), also vielleicht auf ein Erwärmungsintervall von +2-4°C global, sollte man die aktuelle Erwärmung mit anderen Klimaepochen vergleichen, um einen Eindruck davon zu bekommen, mit welcher erdgeschichtlichen Größenordnung wir es hier eigentlich zu tun haben (...)" 

Warum ist es bei fast allen Gleichungen aus der Physik egal, ob die Zeit vorwärts oder rückwärts läuft?

Dr. Jörg Rings ist Physiker. Er hat in Heidelberg studiert und in Karlsruhe promoviert. Zur Zeit arbeitet er am Forschungszentrum Jülich zum Thema Hydrogeophysik:

"Zunächst einmal sollte man vorbemerken, dass in unserer makroskopischen Welt der Zeitpfeil nicht einfach umkehrbar ist. Die Gesetze der Thermodynamik sagen ganz klar und in Stein gemeißelt: Die Menge an Unordnung in einem geschlossenen System wird auf lange Sicht immer zunehmen. Dies passiert zumeist, weil Energie durch Reibung als Wärmeenergie "verloren" geht. So lässt sich auch die Richtung der Zeit definieren, die wir empfinden (...)"

 Warum wachsen Haare eigentlich nach?

Marc Scheloske ist Wissenschaftssoziologe und Redakteur von ScienceBlogs:

"Die Frage nach dem Sinn unserer Körperbehaarung lässt sich nicht so pauschal beantworten. Zunächst ist es ja so, dass Haare ein Teil der Haut sind und insofern auch (fast) überall am Körper wachsen. Ihre Funktion unterscheidet sich aber teilweise erheblich. Generell ist es so, dass Haare schädliche UV-Strahlung absorbieren und so vor schädlicher Sonneneinstrahlung schützen. Da Haare nur eine begrenzte Lebensdauer haben (max. 8 Jahre) ist es eben notwendig, dass neue Haare nachwachsen.(...)" 

Bei einem Axolotl wachsen die verlorenen Körperteile wieder nach. Wie und warum funktioniert das?

Marc Scheloske ist Wissenschaftssoziologe und Redakteur von ScienceBlogs:

"Der Axolotl, eine Salamanderart aus Mexiko, ist tatsächlich ein wahrer Regenerationskünstler. Der Axolotl, der genaugenommen zur Gattung der Querzahnmolche gehört, kann nämlich verlorene Körperteile vollständig nachwachsen lassen. Egal ob ein Bein oder der Schwanz abgebissen wurde oder gar Organe beschädigt werden: durch seine bemerkenswerte Selbstheilungsfähigkeit stellt der Axolotl diese Körperteile innerhalb weniger Wochen wieder komplett her - ohne dass von der früheren Wunde noch etwas zu sehen wäre. (...)"

Wie schafft es der Mond, dass er das Meer mehrere Meter heben und senken kann?

Bild in der Großansicht Dr. Florian Freistetter ist Astronom. Er promovierte am Institut für Astronomie der Universität Wien und forscht zur Zeit in Jena und Heidelberg über die Dynamik extrasolarer Planeten und die Probleme virtueller Observatorien:

"Das Phänomen des periodisch steigenden und sinkenden Wasserspiegels der Meere nennt man "Gezeiten" und in der Tat ist der Mond dafür verantwortlich. Der genaue Grund ist allerdings etwas kompliziert.So wie alle anderen Körper ziehen sich auch Mond und Erde gegenseitig gravitativ an. Das führt dazu, dass der Mond sich um die Erde bewegt - bzw. genauer: Erde und Mond bewegen sich um ihren gemeinsamen Massenschwerpunkt. Das ist ein Punkt, der noch innerhalb der Erde liegt (...)" 

Was macht die Chilis eigentlich so scharf?

Marc Scheloske ist Wissenschaftssoziologe und Redakteur von ScienceBlogs:

"Der Stoff, der den Chilischoten ihre Schärfe gibt, heißt Capsaicin. Dieses Capsaicin ist ein so genanntes Alkaloid und vor allem in den weißen Scheidewänden von Chilis konzentriert. (Ganz genau handelt es sich um ein Amid, das Chemiker als N-Vanillyl-8-methyl-6-(E)-noneamid bezeichnen.) (...)"

Wurden am Forschungszentrum CERN in Genf "Schwarze Löcher" erzeugt?

Bild in der Großansicht Dr. Florian Freistetter ist Astronom. Er promovierte am Institut für Astronomie der Universität Wien und forscht zur Zeit in Jena und Heidelberg über die Dynamik extrasolarer Planeten und die Probleme virtueller Observatorien:

"Ja, prinzipiell besteht die Möglichkeit, dass am LHC schwarze Löcher entstehen. Allerdings nur unter ganz speziellen Bedingungen. Unser Universum müsste mehr als nur 3 Raumdimensionen haben, damit die schwarzen Löcher entstehen könnten. Diese zusätzlichen Dimensionen werden etwa von der Stringtheorie vorausgesagt. Aber obwohl die Stringtheorie seit knapp 30 Jahren existiert, konnte sie immer noch keine einzige experimentell bestätigte Vorhersage machen. Es ist also mehr als fraglich, dass unser Universum noch zusätzliche kompakte Raumdimensionen hat (...)" 

Wie kann man den Strombedarf decken und gleichzeitig wirkungsvoll die CO2-Emission verringern?

Christian Reinboth ist Wirtschaftsinformatiker und Mit-Gründer der HarzOptics GmbH, einem auf die Photonik spezialisierten An-Institut der Hochschule Harz, an der er auch unterrichtet. Neben der Arbeit studiert er im Master-Studiengang Umweltwissen- schaften an der FU Hagen:
"Eine vergleichsweise einfach erscheinende Frage, auf die es jedoch keine einfache Antwort gibt. Klar ist, dass uns allein schon die Verantwortung für zukünftige Generationen angesichts der möglichen Folgen des anthropogenen Klimawandels dazu verpflichtet, die gegenwärtigen CO2-Emissionen zu reduzieren. Klar scheint aber auch zu sein, dass sich der momentane Energiebedarf westlicher Industrienationen wie der unseren nicht kurzfristig nur über alternative Energiequellen decken lassen wird. Sinnvoll wäre daher meines Erachtens nach eine Doppelstrategie, die zum einen den weiteren Ausbau und die Erforschung regenerativer Energietechniken vorsieht, zum anderen aber dem wichtigen Aspekt der Energieeffizienz zu mehr Aufmerksamkeit verhilft (...)"

Was ist der Mond? Ist er ein Stern, ein Planet, ein Fixstern? Und was unterscheidet die einzelnen von einander?

Ludmila Carone ist Planetologin an der Universität zu Köln in der Abteilung Planetenforschung des Rheinischen Instituts für Umweltforschung:

"Fixstern ist eigentlich ein Begriff, der wissenschaftlich veraltet ist. Er stammt noch aus der Antike, als man vom Sternenhimmel nicht viel mehr beobachten konnte als Sonne, Mond und sehr viele leuchtende Punkte am Himmel, die man dann Sterne nannte. Die antiken griechischen Gelehrten wussten aber, dass es unter diesen leuchtenden Lichtpunkten Unterschiede gibt. Die allermeisten schienen fest am Sternenhimmel zu stehen, die wurden dann Fixsterne genannt. (Der Sternenhimmel insgesamt bewegt sich zwar scheinbar für einen irdischen Betrachter, aber die meisten Sterne bewegen sich nicht im Bezug zueinander.) Einige wenige Lichtpunkte vollführten seltsame Schleifen am Himmel, bewegten sich also sehr wohl in Bezug zu den anderen Sternen. Die wurden dann folgerichtig "Wanderer" genannt bzw. Planeten.
Das war die alte antike Beschreibung. Aus dieser Sichtweise war der Mond weder ein Stern noch ein Planet, weil er ganz anders aussah, als alles andere am Himmel. Das gleiche gilt für die Sonne. Sonne und Mond waren eben Sonne und Mond und es gab nach damaligen Wissensstand keinen Grund, sie mit anderen Dingen am Himmel in einen Topf zu werfen (...)" 

Könnte es sein, daß Faultiere, die ja "verkehrt herum" hängen, die Welt auf den Kopf gestellt sehen, wenn sie am Boden sind?

Bild in der Großansicht Alexander Knoll ist Diplom-Biologe und arbeitet an der Universität Karlsruhe:

"Zunächst haben Faultiere sehr schlechte Augen, sie sind sehr kurzsichtig. Man könnte auch sagen, dass der Sehsinn nicht zu ihren wichtigeren Sinnen zählt. Und auch den Waldboden besuchen Faultiere nur sehr selten; nur etwa einmal pro Woche verlassen sie die Bäume kurz, um zu defäkieren oder um den Baum zu wechseln.

Davon abgesehen gibt es aber eine sehr einfache und überraschende Lösung für das Problem, wie herum Faultiere die Welt sehen. Das Faultier hat zwei Halswirbel mehr als andere Säugetiere, was es ihm erlaubt seinen Hals um mehr als 180° zu verdrehen. Wenn ein Faultier also kopfunter hängend an einem Ast entlangkrabbelt, dann verdreht es seinen Hals so, dass der Kopf wieder aufrecht ist (also Kinn zum Boden)!

Diese Antwort gilt jedenfalls für die Dreifinger-Faultiere. Die verwandten Zweifinger-Faultiere können ihren Kopf nicht so weit verdrehen, und ihre Augen sind so gebaut, dass sie unter einem Ast hängend mit dem Kinn zum Himmel den Ast am besten sehen können. Es wäre also möglich, dass zumindest bei den Zweifinger-Faultieren alles auf dem Kopf steht, wenn sie am Boden sind. Allerdings wurde das meines Wissens nach nie untersucht." 

Hat die Anzahl der Menschen auf der Erde Einfluss auf die Umlaufbahn der Erde um die Sonne?

Bild in der Großansicht Dr. Florian Freistetter ist Astronom. Er promovierte am Institut für Astronomie der Universität Wien und forscht zur Zeit in Jena und Heidelberg über die Dynamik extrasolarer Planeten und die Probleme virtueller Observatorien:

"Eine grobe Überschlagsrechnung, unter der Annahme, dass auf der Erde 7 Milliarden Menschen leben und jeder 100 kg wiegt, ergibt ein Gesamtgewicht der Menschen auf der Erde von 700 Millionen Tonnen.

Das klingt zwar viel - hat aber auf die Bahn der Erde keine relevante Auswirkung. Die Erde selbst wiegt 6000000000000000 Millionen Tonnen! Also 6000 Millionen Millionen Millionen Tonnen! Das Gewicht der Menschen macht nur 0,0000000000001 Prozent der Gesamtmasse aus.
Prinzipiell wirkt sich natürlich jede Massenänderung auf die Bahn der Erde aus. Umlaufzeit und Abstand der Erde von der Sonne hängen von der Masse der Erde ab - aber natürlich auch von der Masse der Sonne!

Die Sonne verliert pro Sekunde 4 Millionen Tonnen durch die Umwandlung von Masse in Energie. Alle 3 Minuten wird dort als das gesamte Gewicht der Menschheit vernichtet.

Der Einfluß, den die Menschen über ihr Gewicht auf die Bahn der Erde haben, ist also so minimal, dass er völlig zu vernachlässigen ist."

Ist der Fehler am Forschungszentrum CERN jetzt behoben?

Dr. Jörg Rings ist Physiker. Er hat in Heidelberg studiert und in Karlsruhe promoviert. Zur Zeit arbeitet er am Forschungszentrum Jülich zum Thema Hydrogeophysik:

"Die Frage bezieht sich offensichtlich auf den neuen Teilchenbeschleuniger LHC. Es sollte aber angemerkt werden, dass das nicht alles ist, was am CERN passiert.

Aber, um die Frage zu beantworten, ja die Reparaturen am LHC sind fast abgeschlossen. Im letzten Jahr wurde einer der supraleitenden Magneten gequencht (er ist aus der supraleitenden Phase gesprungen, was zur rapiden Temperaturerhöhung führte). Die elektrische Leitung, über die in solch einem Fall eigentlich der Strom abgeführt werden soll, hatte versagt, was zu einer Explosion (durch erwärmendes Helium) und zum Austritt von Helium in den Tunnel führte.

Als Konsequenz mussten 14 Magneten getauscht werden, es wurden zusätzliche Systeme zur Kontrolle der Magneten und zur kontrollierten Ablassung von Helium im Fall eines Quench installiert. Etwas Verzögerung ergab sich noch einmal, weil bei den Reparaturen ein paar Vakuumslecks auftraten, aber bis November sollte der LHC bereit sein.

Vor allem wurden alle fraglichen elektrischen Leitungen getestet und alle ausgetauscht, die einen Neustart des LHC verhindern. Allerdings wird der LHC zunächst nur mit halber maximaler Energie gefahren. Es gibt weitere elektrische Leitungen, die vor einem Betrieb mit voller Leistung ausgetauscht werden müssten. Aber zunächst ist es wichtig, überhaupt einmal Daten zu sammeln, um Detektoren und Experimente zu kalibrieren." 

Gibt es im Jahr 2020 noch Nationalstaaten?

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Ali Arbia hat Internationale Beziehungen studiert und arbeitet derzeit am Graduate Institue of International and Development Studies in Genf:

"Um es gleich vorweg zu nehmen: In die Zukunft sehen kann ich nicht (sonst würde ich wohl Lotto spielen). Trotzdem wage ich ein Voraussage und die kurze Antwort heisst: "Ziemlich sicher ja". Die längere Antwort ist jedoch etwas komplizierter.
Der Kern der Frage ist, was man unter einem "Nationalstaat" versteht. Es gibt ganz unterschiedliche Definitionen. Einig scheint man sich zu sein, dass die Idee des Nationalstaates eng mit dem 1648 mit dem Westfälischen Frieden in Europa geschaffenen internationalen Staatensystem verbunden ist. Die Innovation war damals, dass jeder Staat für seine inneren Angelegenheiten (bedeutete vor allem die Wahl der Staats-Konfession) ohne äussere Einmischung selbst verantwortlich sein soll (Souveränität).

Um die Definition zu vervollständigen, muss dieses Staatskonzept nun noch mit der Idee einer 'Nation' verbunden werden. Dazu wird häufig eine gewisse Einheitlichkeit der Bevölkerung (z.B. Sprache, Ethnie, Geschichte) als Kriterium benutzt. Doch dies trifft auf die meisten Staaten kaum zu (ein Paradebeispiel wäre die Schweiz). Eine gängige Definition geht darum meist einfach vom "Wunsch, zusammen leben zu wollen" (Ernest Renan) aus.
Der Nationalstaat hat seit seines Entstehens viel von seiner ursprünglichen Macht verloren. Heute scheint alles mit allem eng zusammen zu hängen und Politik kann kaum auf das Gebiet innerhalb ziemlich willkürlicher nationaler Grenzen beschränkt werden.

Wenn Firmen die Produktion problemlos von einem Kontinent zum anderen verlegen können, wenn Entscheidungsgewalt an eine supranationale Ebene abgegeben wird (z.B. Europäische Union, Internationale Gerichtshöfe etc.) oder wenn von Amnesty International bis Al-Kaida transnationale Gruppen weltweite Kampagnen führen, dann scheint der Nationalstaat ein Auslaufmodell zu sein.

Am Besten betrachtet man den Nationalstaat aber nicht als absolutes Konstrukt, sondern als ein Konzept mit vielen Abstufungen. An einem Ende steht der ideale, zentralisierte und absolut souveräne Staat (den es in dieser Form vermutlich nie gab). Am anderen Ende des Spektrums findet man Gebiete, die viel ihrer Souveränität eingebüsst haben (z.B. die deutschen Länder oder die Schweizer Kantone).

Man kann sich auch fragen, ob denn was immer die Nationalstaaten ersetzen würde, wirklich etwas anderes ist. Schliesslich sind viele der heutigen Staaten aus einem Zusammenschluss von kleineren souveränen Einheiten entstanden (Deutschland, Italien, Schweiz...). Es stimmt zwar, dass viele Staaten sich vom Ideal des zentralisierten Nationalstaates wegbewegen. Gleichzeitig werden Souveränitätsrechte von ihnen vehement verteidigt. Die meisten Menschen identifizieren sich nach wie vor vorwiegend mit typischen nationalen Symbolen (Flaggen, Währung, Geschichte, etc.). Das ganze internationale Staatensystem baut auf dem Konzept des Nationalstaates auf. Der Nationalstaat ist die dominante Organisationseinheit im internationalen System.

All das wird sich so schnell kaum ändern. Es wird also ziemlich sicher auch 2020 noch Nationalstaaten geben, nur mit weniger Macht und mehr übergeordneten komplementären Entscheidungsinstanzen." 

Wie verteidigt man sich gegen einen Hai?

Marc Scheloske ist Wissenschaftssoziologe und Redakteur von ScienceBlogs:

"Zunächst muss eine Sache festgestellt werden: das Risiko, Opfer eines Haiangriffs zu werden, ist absolut minimal. Jedes Jahr gehen Milliarden Menschen schwimmen, tauchen oder surfen - und dabei kommt es weltweit durchschnittlich zu etwa 60-80 Haiunfällen. Die Wahrscheinlichkeit vom Blitz getroffen zu werden, ist deutlich höher.

Und noch einige grundsätzliche Vorbemerkungen: Kommt es doch zu einem Unfall mit einem Hai, dann gibt es verschiedene Erklärungen. Oft hört man, dass der Hai einen schwimmenden Menschen mit einem Seehund oder eine Robbe verwechselt. Das ist aber - so sind sich Experten einig - zu einfach gedacht. Haie haben eine Vielzahl hochentwickelter Sinnesorgane und erkennen den Unterschied sehr wohl.

Denn Haie sehen nicht nur sehr gut (etwa so gut wie der Mensch, allerdings zusätzlich
im ultravioletten Farbbereich und ziemlich gut bei wenig Licht), sondern hören und riechen auch ausgezeichnet.

Ganz besondere Kennzeichen sind allerdings das so genannte Seitenlinienorgan, mit dem Haie auf nahe Distanz ein Objekt "taxieren" können (dazu schlägt der Hai Wasser mit der Schwanzflosse gegen das Objekt). Außerdem können Haie auch bioelektrische Felder messen. Mittels der "Lorenzinischen Ampullen", die im Kopfbereich platziert sind, nehmen Haie die elektrischen Aktivitätsimpulse wahr, die etwa durch Muskelbewegungen zustande kommen.

Wenn man diese tollen Wahrnehmungsorgane des Hais berücksichtigt, dann wird klar, dass Haie den Menschen nicht einfach mit einer Robbe "verwechseln". Der Mensch ist ein unbekannter Eindringling in ihren Lebensraum und Haie versuchen zu klären, um was für ein Lebewesen es sich handelt.

Doch wie sollte man sich Verhalten, wenn man doch einmal mit einem Hai in Berührung kommt? Die oberste Grundregel lautet: ruhig bleiben! (So schwer das auch sein mag.) Ruckartige, hektische Bewegungen oder gar die "Flucht" sind verkehrt. Und man sollte auch nicht - wenn man Taucher ist - direkt über einen Hai schwimmen oder aufsteigen.

Wenn sich ein Hai nähert, so sollte man also nicht wegschwimmen, sondern sich vertikal im Wasser positionieren und immer versuchen, den Hai anzusehen. Wird man vom Hai umkreist, dann gilt: immer mitdrehen und dann Hai frontal fixieren. Und wenn man in einer Gruppe taucht, dann sollte man sich in geringem Abstand (ca. 2m) zusammenschließen. Ein Hai wird mit großer Wahrscheinlichkeit größeren Abstand halten.

Sobald es möglich ist, dann kann man sich nach Möglichkeit zurückziehen - allerdings langsam und kontrolliert.

Ein wirklicher Tipp für die Reaktion auf eine von Beginn an aggressive Haiattacke war nun in der Antwort freilich nicht dabei - allerdings ist diese von so vielen zusätzlichen Faktoren abhängig (Art und Größe des Angreifers, sowie Hilfsmittel die zur Verteidigung zur Verfügung stehen), so dass die allgemeinen Hinweise zum richtigen Verhalten genügen sollen. Ansonsten gilt - wie eingangs erwähnt - es ist wahrscheinlicher vom Blitz getroffen zu werden, als (...) " 

Stimmt es, dass je weiter Galaxien von uns entfernt sind, desto größer ihre Fluchtgeschwindigkeiten sind?

Bild in der Großansicht Dr. Florian Freistetter ist Astronom. Er promovierte am Institut für Astronomie der Universität Wien und forscht zur Zeit in Jena und Heidelberg über die Dynamik extrasolarer Planeten und die Probleme virtueller Observatorien:

"1929 hat der amerikanische Astronom Edwin Hubble festgestellt, dass sich eine Galaxie um so schneller von uns entfernt, je weiter sie weg ist. Geschwindigkeit v und Entfernung D hängen dabei über die so genannte Hubble-Konstante H zusammen:
v = H x D
Aktuelle Messungen geben einen Wert von 74,2±3,6 km pro Sekunde pro Megaparsec für H an.
Eigentlich ist H aber keine echte Konstante; das wäre sie nur, wenn sich das Universum seit dem Urknall gleichförmig ausgedehnt hätte. Wir wissen heute aber, dass dies höchstwahrscheinlich nicht der Fall war.
Kurz nach dem Urknall folgte eine Phase, in der sich das Universum extrem schnell ausdehnte ("Inflation") und aktuelle Messungen zeigen, dass sich das Universum auch heute wieder, aufgrund der noch wenig erforschten dunklen Energie, schneller ausdehnt als erwartet."

Gibt es eine Maximaltemperatur?

Dr. Jörg Rings ist Physiker. Er hat in Heidelberg studiert und in Karlsruhe promoviert. Zur Zeit arbeitet er am Forschungszentrum Jülich zum Thema Hydrogeophysik:

"Grundsätzlich ist es kein schlechtes Konzept, Temperatur als Bewegung von Teilchen zu verstehen. In einem Festkörper ist auch die Schwingung der Atomkerne um die Ruhelage ein Maß für die Temperatur. Eigentlich bestimmt man die Temperatur aber als mittlere Energiedichte. Man kann es sich schon bei Luftmolekülen vorstellen: Haben diese mehr Bewegungsenergie, flitzen sie schneller herum und treffen häufiger auf Hindernisse (z.B. unsere Haut) - das Ergebnis: eine höhere Temperatur.

Bewegen wir uns jetzt zu höheren Temperaturen, ist es nicht mehr so einfach, von kinetischer Energie zu sprechen. Schauen wir uns den Zustand kurz nach dem Urknall an: Dort ist die Temperatur/Energiedichte so hoch, dass man keine Trennung Energie/Materie mehr ziehen kann. Erst mit der Zeit und mit der Ausdehnung kommt es überhaupt dazu, dass sich Materie bilden kann, ohne sofort wieder zu zerfallen.

10 Sekunden nach dem Urknall bilden sich Neutronen und Protonen, und somit leichte Atomkerne. Aber es können noch keine stabilen Atome entstehen - die Kernteilchen stecken in einer heißen elektromagnetischen Strahlung fest, die die Temperatur bestimmt. Erst nach 10 000 Jahren ist das Universum so abgekühlt, dass die Energiedichte der Strahlung kleiner wird, als die der Materie - und erst nach 400 000 Jahren können sich Atome bilden, da nicht mehr jedes Photon sofort wieder absorbiert wird.

Die so entkoppelte Strahlung findet man heute noch - durch die Ausdehnung des Universums sind es heute Photonen im Mikrowellenbereich, die von diesem Zeitpunkt übrig geblieben sind - die kosmische Hintergrundstrahlung. Da schließt sich der Kreis, denn die Energiedichte dieser ältesten Photonen kann man bestimmen und der Energieverteilung (dem Spektrum) eine Temperatur bestimmen - unser Universum hat eine Temperatur von 2,7 K." 

Warum ist Licht im Glas langsamer als im Vakuum, obwohl doch die Lichtgeschwindigkeit konstant ist?

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Dr. Florian Freistetter ist Astronom. Er promovierte am Institut für Astronomie der Universität Wien und forscht zur Zeit in Jena und Heidelberg über die Dynamik extrasolarer Planeten und die Probleme virtueller Observatorien:

"Die Relativitätstheorie besagt, dass sich nichts schneller als das Licht im Vakuum fortbewegen kann. Diese Geschwindigkeit von 299 792,458 km/s ist die oberste Geschwindigkeitsbegrenzung. Wenn Licht sich allerdings in Materie (also z.B. Luft, Wasser oder eben Glas) ausbreitet, dann wechselwirken die Photonen mit den Molekülen, was sie verlangsamt.

Das Licht bewegt sich in der Luft "nur" noch mit 299 705,518 km/s. Das ist kein Widerspruch zur Relativitätstheorie, denn - wie schon gesagt - diese spricht von der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum.

Durch die Verwendung spezieller Materialien ist es Wissenschaftlern mittlerweile gelungen, das Licht bis auf einige Meter pro Sekunde zu bremsen."

Was bedeutet der Ausdruck "Chemie"? Aus welcher Sprache kommt der Ausdruck Chemie?

Marc Scheloske ist Wissenschaftssoziologe und Redakteur von ScienceBlogs:

"Die Chemie hat einen griechisch-arabischen Ursprung. Unser heutiges Wort "Chemie" leitet sich vom griechischen "χημεία" (etwa: Chymeia) ab, das wörtlich die "Kunst des Metallgießens", im weiteren Sinne die Lehre von der "Schmelzung" und Umwandlung (der Stoffe) meint.
Im alten Ägypten steht die "kīmiyá" zunächst als Ausdruck für "das Schwarze". Zum Beispiel für das Schwarze im Auge (die Iris) und somit für alles Dunkle und Geheimnisvolle. Gleichzeitig steht das ägyptische Wort "chemia" auch ganz konkret für die "schwarze Erde", womit die fruchtbare Erde des Nildeltas gemeint ist.
Im arabischen Raum wurde daraus durch Ergänzung des Artikels "Al-" der Begriff "Alchemie". Die "al-kīmiyá" bezeichnet also die "Kunst der Ägypter". Die Alchemisten beschäftigten sich mit der Umwandlung von unedlen in "edle Stoffe". Zielsetzung war dabei die Herstellung von Gold, eines Allheilmittels (Panacea) oder gleich des "Steins der Weisen". In der Alchemie der Antike und des Mittelalters vermischten sich die Lehre von den Eigenschaften der Stoffe, Naturphilosophie und Astrologie.
Im 17. und 18. Jahrhundert fand dann ein Paradigmenwechsel statt. Die Chemie wandte sich der quantitativen Untersuchung der Stoffe und Stoffumwandlung zu und entwickelte sich - beschleunigt durch die Entwicklung von besseren Waagen - zur modernen Chemie, die wir heute kennen."

Ist es möglich, aus komplexen chemischen Verbindungen einfaches Leben zu schaffen?

Bild in der Großansicht Dr. Oliver Schuster lehrt und forscht momentan als Chemiker und Kristallograph an der Universität Fribourg (Schweiz):

"Die Antworten zu dieser Frage sind ganz einfach: Ja! Nein! Vielleicht! Es kommt ganz auf den Blickwinkel an.
1. Aus chemischer Sicht gibt es grundsätzlich keinen Zweifel, denn Leben besteht im Grunde aus nichts anderem als komplexer Chemie. Proteine, DNA, Zellmembranen, Botenstoffe, usw. - alles komplexe chemische Verbindungen. Darum muss es im Umkehrschluss auch möglich sein Leben aus diesen komplexen chemischen Verbindungen zu schaffen.
2. Methodisch ist fraglich ob wir tatsächlich in der Lage sind/sein werden dies auch zu tun. Leben wie wir es kennen ist höchst organisiert aber nicht im chemischen Gleichgewicht. Selbst wenn wir optimistisch davon ausgehen, dass es mit modernen Synthesemethoden und viel Aufwand möglich sein sollte den "Inhalt" einfachen Lebens aus den Elementen nachzubauen, wäre es wohl immer noch unmöglich diese Bestandteile zu einem höchst organisierten Ungleichgewicht zusammenzufügen.
3. Unabhängig von unseren Möglichkeiten muss man sich natürlich auch fragen: "Was ist Leben?". Dazu kenne ich allerdings die Antwort nicht, weshalb ich die Frage gleich als Forschungsfrage weitergereicht habe. Vielleicht ist es ja mehr als nur die Summe der einzelnen chemischen Teile (...)"

Warum heißen Lichtjahre Lichtjahre, wenn es sich um eine Entfernungs- und nicht um eine Zeiteinheit handelt?

Ludmila Carone ist Planetologin an der Universität zu Köln in der Abteilung Planetenforschung des Rheinischen Instituts für Umweltforschung:

"Mit Uhren den Raum zu vermessen, das mag auf den ersten Blick seltsam erscheinen. Das Konzept begegnet uns aber sogar manchmal im Alltag. Gerade während des derzeit unsteten Sommerwetters kann man damit die Entfernung eines Blitzeinschlages abschätzen: Der Blitz ist aufgrund der großen Geschwindigkeit des Lichtes beinahe instantan zu sehen, der Donner braucht aber eine gewisse Zeit für seine Ankunft. Genauer gesagt braucht er für 340 Meter eine Sekunde. Wenn ich also nach einem Blitz leise die Sekunden mitzähle und weiß, dass drei "Schallsekunden" etwa einem Kilometer entsprechen, kann ich nur mit Hilfe einer groben Zeitangabe die Entfernung zwischen mir und dem Blitz ungefähr bestimmen.

Nicht viel anderes steckt hinter dem Konzept des Lichtjahres. Hier wird aber Licht und nicht Schall als Basis für die Entfernungsvermessung verwendet. Ein Lichtjahr ist demnach einfach nur die Strecke, die das Licht innerhalb eines Jahres zurücklegt: Etwa 9,5 Billionen Kilometer.
Es gibt verschiedene sehr gute Gründe ausgerechnet Licht als Maß für kosmische Entfernungen zu verwenden.

Licht bzw. elektromagnetische Wellen sind sowieso meist das einzige, was wir von Sternen, Galaxien oder extrasolaren Planeten bei diesen unvorstellbar großen Entfernungen jemals zu sehen bekommen werden. Sie sind also die primäre Informationsquellen über die Natur ferner Objekte im Weltall.
Außerdem wissen wir dank Einsteins spezieller Relativitätstheorie, dass Licht eine Art kosmisches Metronom ist. Egal wie sich was in Bezug zueinander wie schnell bewegt, Licht bewegt sich im Vakuum immer mit der Lichtgeschwindigkeit c. Die Lichtgeschwindigkeit ist sogar die oberste Geschwindigkeit, mit der Information übermittelt werden kann. Zusammen mit dem Konzept des Vermessens des Raumes mit Uhren führt das zur Einsicht, dass Raum und Zeit untrennbar zusammengehören. Sie bilden eine Raumzeit, in der sich Information mit maximal Lichtgeschwindigkeit verbreitet.

Wenn also ein Stern hundert Millionen Lichtjahre weit weg ist, dann sehen wir den Stern heute hier auf der Erde so wie er war, als das Licht ausgesandt wurde - vor hundert Millionen Jahren. Vor hundert Millionen Jahren war die Erde mitten in der Kreidezeit. Die Dinosaurier dominierten die Erde, selbst die Kontinente waren anders angeordnet und der Mensch mit seinen Fragen sollte erst in vielen, vielen Millionen Jahren auf der Bildfläche erscheinen.
Daher erinnert uns die Einheit Lichtjahre daran, dass unser Blick zu den Sternen immer auch ein Blick in die Vergangenheit ist. Je tiefer wir in den Weltraum blicken, desto tiefer geht der Blick rückwärts in der Zeit. Er reicht inzwischen bis hin zu den Anfängen des Universums." 

Wie entsteht genau die Kalkhülle (Schale) beim Hühnerei? Wie bildet sich die ovale Form?

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Alexander Knoll ist Diplom-Biologe und arbeitet an der Universität Karlsruhe:

"Die harte Schale der Eier von Amphibien, Reptilien und auch von Vögeln ist eine Anpassung der Tiere an das Leben an Land. Als die ersten Tiergruppen das Wasser verließen, wurden sie vor mehrere Probleme gestellt: Der heranwachsende Embryo musste gegen die äußeren Einflüsse geschützt werden, vor allem vor dem Austrocknen, aber auch vor Erschütterungen. Er erhielt darum eine stabile Schale, die aber porös genug ist, um Luft durchzulassen. Im Inneren dieses Eis wird zudem in Form von Dotter genug energiereiches Material eingelagert, um den Embryo während seiner Entwicklung zu ernähren. All dies wird bei einem Vogel wie dem Huhn noch im Innern des Körpers der Eizelle zugegeben.

Schon vor der Befruchtung sitzt die eigentliche Eizelle auf einer großen Kugel von Dotter. Dort beginnen dann auch die allerersten Schritte der Embryonalentwicklung, während sich das Ei samt Dotter den Eileiter entlang bewegt. In der Wand des Eileiters sitzen verschiedene Drüsenzellen, die nun Eizelle und Dotter in mehrere Schichten hüllen: Zunächst versorgen die Eiweißdrüsen das Ei mit dem Eiklar oder Eiweiß, das einen ersten mechanischen Schutz bietet, und zudem Bakterien in ihrem Wachstum behindert.

Bevor nun die Schalendrüsen am Ende des Eileiters die (genau!) Kalkschale aus Calciumcarbonat und Proteinen um das Ei bilden, wird noch eine dünne Schalenhaut zwischen Eiweiß und Schale erzeugt, die am stumpfen Ende des Eis eine Luftkammer bildet; die kennt jeder, der schon mal ein Frühstücksei gegessen hat. Sobald die Kalkschale gebildet ist, kann das Ei gelegt werden. Der gesamte Vorgang ab der Befruchtung dauert ungefähr 24 Stunden, wovon ganze 17 Stunden nur auf die Schalenbildung entfallen!

Das Ei ist zunächst im Huhn übrigens noch kugelrund. Damit die verschiedenen Schichten des Eis gleichmäßig aufgetragen werden können, drehen Muskeln im Eileiter das Ei während seiner Reise spiralförmig, so dass es eine länglichere Form erhält. Auch der Druck, den die Henne beim Legen auf das Ei ausübt, formt das noch relativ weiche Ei in seine ovale Form. Wieso gerade oval? Weil das eine sehr stabile Form ist, bei der Druck von außen gleichmäßig zu den Seiten weg verteilt werden kann. Anders als ein kugelförmiges Ei kann es auch nicht so leicht wegrollen!" 

Haben wir irgendwann alles erforscht?

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Dr. Florian Freistetter ist Astronom. Er promovierte am Institut für Astronomie der Universität Wien und forscht zur Zeit in Jena und Heidelberg über die Dynamik extrasolarer Planeten und die Probleme virtueller Observatorien:

"Vermutlich nein. Diese Frage lässt sich nicht wirklich beantworten. Wir können uns nie sicher sein, ob wir tatsächlich schon alles erforscht haben. Im Laufe der Geschichte gab es immer wieder Leute, die meinten, wir stünden kurz davor, alles Wesentliche über die Welt verstanden zu haben und jedesmal hat sich gezeigt, dass das nicht stimmt.

Der Erkenntnisfortschritt in den Naturwissenschaften geht einfach immer weiter. Man sieht das etwa am Beispiel der aktuellen Forschungen am Teilchenbeschleuniger LHC in Genf. Über viele Jahrzehnte hat das Standardmodell der Teilchenphysik bei der Beschreibung der Gesetzmäßigkeiten der Natur hervorragende Dienste geleistet, dennoch hat es noch einige Lücken. Mit den Experimenten in Genf soll u.a. beantwortet werden, wie Teilchen zu ihrer Masse kommen oder ob es das Higgs-Boson tatsächlich gibt.

Aber auch wenn diese Fragen beantwortet sind, dann stellen sich wieder neue offene Fragen. Es ist vielleicht prinzipiell möglich, alles zu erforscht zu haben - aber die Menschen werden diesen Zustand, wenn überhaupt, noch sehr, sehr lange nicht erreichen."

Wie lange braucht ein Regentropfen von der Wolke auf die Erde?

Frank Abel ist Diplom-Meteorologe und arbeitet als Wettermann für die MeteoGroup.

"Es gibt ja einige Dinge in der Natur, die man nicht eindeutig beantworten kann, hier kommt es zum Beispiel auf die Form und Größe der Regentropfen an, als auch auf die Fallhöhe. Grundsätzlich sinkt ein Regentropfen erst dann zur Erde, wenn seine Schwerkraft größer ist als der Auftrieb innerhalb der Wolke und die Reibung in der Luft. Nun muss man wissen, dass während der Beschleunigungsphase Regentropfen ihre Form verändern, sie haben fast nie die uns bekannte "Tropfenform". Dabei nimmt der Luftwiderstand quadratisch zur Fallgeschwindigkeit zu, bis sich irgendwann ein Kräftegleichgewicht zwischen Erdanziehungskraft und Luftreibung einstellt, und der Tropfen quasi konstant schnell zur Erde fällt. Genähert ergibt dies 6 m/s oder etwa 20 km/h. Wie lange braucht also ein Regentropfen nun zur Erdoberfläche? Das ist ganz unterschiedlich und kann so nicht beantwortet werden. Ist der Beobachter im Flachland oder steht er auf dem Berg? Was für lokale Winde (insbesondere Auftriebswinde) wehen? Im Gewitter wird ein Regentropfen beispielsweise öfters durch den Auf- und Abwindkanal gewirbelt, bis er zur Erde fällt. Deshalb kann es eben vorkommen, dass der Himmel bereits wieder wolkenlos ist und man dennoch nass wird." 

Kann die künstliche Veränderung der Halbwertszeit radioaktiver Elemente ein atomares Endlager überflüssig machen?

Dr. Jörg Rings ist Physiker. Er hat in Heidelberg studiert und in Karlsruhe promoviert. Zur Zeit arbeitet er am Forschungszentrum Jülich zum Thema Hydrogeophysik.

"Leider kann man die Halbwertszeit eines Elementes nicht künstlich verändern, denn das ist eine grundlegende Eigenschaft, die der Atomkern je nachdem so hat, aus welchen Teilchen er zusammengesetzt ist - und das macht nun auch das Element aus. Ein radioaktiver Kern hat eine bestimmte Wahrscheinlichkeit zu zerfallen, die sich aus Naturgesetzen ableitet. Und in einer großen Anzahl von Kernen leitet sich daraus statistisch die Tatsache ab, dass nach Ablauf der Halbwertszeit die Hälfte der Kerne zerfallen ist.Nun kann man sich trotzdem fragen, ob man die Endlager-Problematik entschärfen kann (ohne zu diskutieren wie dringlich diese Prolematik nüchtern betrachtet wirklich ist).Häufig wird in diesem Zusammenhang über neuartige Kernreaktoren, wie z.B. den konzeptionell sicheren Kugelhaufenreaktor diskutiert. Weiterhin existiert eine Idee, die nach dem Nobelpreisträger Carlos Rubbia auch als Rubbiatron bezeichnet wird. Dahinter steht das Konzept, die langlebigen Endprodukte mit einem Teilchenbeschleuniger zu beschießen und in kurzlebige Isotopen umzuwandeln, die kürzere Lagerzeiten hätten - aber all das wäre mit einem enormen technischen Aufwand verbunden." 

Ist ein gutes Modell eines, das der Realität so nahe wie möglich kommt?

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Dr. Florian Freistetter ist Astronom. Er promovierte am Institut für Astronomie der Universität Wien und forscht zur Zeit in Jena und Heidelberg über die Dynamik extrasolarer Planeten und die Probleme virtueller Observatorien:

"Die Anforderung an ein "gutes Modell" ist zunächst, dass es die Realität innerhalb der gewünschten Rahmenbedingungen hinreichend genau beschreiben kann. Das bedeutet, dass bei unterschiedlichen Problemen unterschiedliche Modelle gut sind.

Will ich wissen, wie sich die Bahnen der Planeten in den nächsten Jahrmillionen entwickeln, dann ist die Newtonsche Gravitationstheorie ein gutes Modell und beschreibt mir die Realität hinreichend genau. Will ich eine Raumsonde zum Mars schicken, dann brauche ich allerdings ganz andere Modelle, um die nötige Genauigkeit zu erhalten.

Dieses Modell käme der Realität zwar näher als das von Newton - im ersten Fall würde man es aber trotzdem nicht einsetzen, weil es hierfür viel zu kompliziert wäre. Ein gutes Modell braucht der Realität also immer nur so nahe wie gerade nötig kommen." 

Was passiert mit einer Ente, wenn in den See der Blitz einschlägt?

Dr. Jörg Rings ist Physiker. Er hat in Heidelberg studiert und in Karlsruhe promoviert. Zur Zeit arbeitet er am Forschungszentrum Jülich zum Thema Hydrogeophysik:

"Sie wird gegrillt. Erstmal ist es egal, ob wir eine Ente haben oder einen Schwimmer. Wenn der Blitz einschlägt, ist es vorbei. Der Unterschied kann sein, dass der Schwimmer weiter aus dem Wasser herausguckt, und dem Blitz - im Vergleich zum umliegenden flachen See - einen bevorzugten Ort zum Einschlagen gibt. Da hat die Ente sicher eine geringere Wahrscheinlichkeit, getroffen zu werden.Wenn Schwimmer oder Ente vom Blitz getroffen werden, dann werden sie von starkem Strom durchflossen, der durch ihren Körper in den See weiterfließt. Wasser ist ein guter elektrischer Leiter (im Vergleich z.B. zum Erdboden) und daher leitet und verteilt er den Strom gut - das heißt, wenn der Blitz einige Meter von der Ente entfernt ins Wasser einschlägt, sollte sie mit dem Schrecken davonkommen." 

• ScienceBlogs war Medienpartner im Wissenschaftsjahr 2009 - Forschungsexpedition Deutschland