Schlafreise durchs Universum

Der Planet Uranus – Entdeckungsgeschichte, innere Struktur, Atmosphäre, Magnetfeld, Ringsystem, Monde und aktuelle Forschungspläne.
Behandelte Inhalte
Entdeckung durch Wilhelm Herschel am 13. März 1781
Namensgebung durch Johann Elert Bode
Klassifikation als Eisriese im Unterschied zu den Gasriesen Jupiter und Saturn
Atmosphärische Zusammensetzung (Wasserstoff, Helium, Methan, Ammoniak, Wasserstoffsulfid)
Wolkenstruktur und Wetterphänomene (Winde, dunkle Stürme, polare Haube)
Achsneigung von etwa 98 Grad und extreme Jahreszeiten
Rotationsperiode von rund 17 Stunden und 14 Minuten
Innerer Aufbau mit Gesteinskern, supraionischem Eismantel und Diamantregen
Hochdruckexperimente am SLAC National Accelerator Laboratory
Asymmetrisches, versetztes und stark geneigtes Magnetfeld
Entdeckung der Ringe im Jahr 1977 und heutige Kenntnis von 13 Ringen
Monde nach Figuren von Shakespeare und Alexander Pope, Verona Rupes auf Miranda
Voyager-2-Vorbeiflug am 24. Januar 1986
Empfehlung einer Uranus-Mission durch den Planetary Science Decadal Survey 2022
Ausgewählte Literatur und weiterführende Quellen
Herschel, W. (1781). Account of a Comet. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 71, 492–501.
Stone, E. C., & Miner, E. D. (1986). The Voyager 2 Encounter with the Uranian System. Science, 233(4759), 39–43.
Elliot, J. L., Dunham, E., & Mink, D. (1977). The rings of Uranus. Nature, 267(5609), 328–330.
Ness, N. F., Acuña, M. H., Behannon, K. W., et al. (1986). Magnetic Fields at Uranus. Science, 233(4759), 85–89.
Kraus, D., Vorberger, J., Pak, A., et al. (2017). Formation of diamonds in laser-compressed hydrocarbons at planetary interior conditions. Nature Astronomy, 1, 606–611.
Millot, M., Coppari, F., Rygg, J. R., et al. (2019). Nanosecond X-ray diffraction of shock-compressed superionic water ice. Nature, 569(7755), 251–255.
Kegerreis, J. A., Teodoro, L. F. A., Eke, V. R., et al. (2018). Consequences of Giant Impacts on Early Uranus for Rotation, Internal Structure, Debris and Atmospheric Erosion. The Astrophysical Journal, 861(1), 52.
National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine (2022). Origins, Worlds, and Life: A Decadal Strategy for Planetary Science and Astrobiology 2023–2032. The National Academies Press.
De Pater, I., Hammel, H. B., Showalter, M. R., et al. (2023–2024). JWST observations of Uranus and its rings. The Astronomical Journal, verschiedene Ausgaben.

Wissensreise durch die Urzeit
Heute stellen wir eine Frage, die unbequemer ist als die meisten, die wir in diesem Podcast gestellt haben. Keine Frage über längst vergangene Kreaturen, keine Reise in eine Welt, die so weit entfernt ist, dass sie uns nicht mehr betrifft. Heute fragen wir: Was kommt nach uns?
Es ist eine Frage, die die Urzeit mit der Gegenwart verbindet. Eine Frage, bei der die Fossilien nicht stumm sind, sondern laut sprechen – wenn wir bereit sind zu hören. Die Erde hat in ihrer Geschichte bereits fünf Massenaussterben erlebt. Fünf Momente, in denen die Vielfalt des Lebens innerhalb erdgeschichtlich kurzer Zeiträume dramatisch zusammenbrach. Und viele Forscher:innen sind heute überzeugt, dass wir mitten im sechsten stehen.
Was hat die Vergangenheit darüber zu sagen? Was können wir aus den großen Auslöschungen der Erdgeschichte lernen – über Ursachen, Abläufe, Überlebende und das, was danach kam? Und was bedeutet das für die Welt, die nach uns kommen wird?

Die seltsamsten, extremsten und faszinierendsten Exoplaneten, ihre atmosphärischen und geologischen Besonderheiten sowie die Einordnung ihrer Entdeckungsgeschichte.
Behandelte Welten und Phänomene
Die ersten Exoplanetenfunde (PSR B1257+12, 1992; 51 Pegasi b, 1995)
Nobelpreis für Physik 2019 (Michel Mayor, Didier Queloz)
HD 189733 b – Glasregen und Überschallwinde in einem blauen Gasriesen
55 Cancri e – Super-Erde mit möglichem Lava-Ozean und umstrittener Diamantvermutung
Diamantregen im Inneren von Eisriesen (Neptun, Uranus, GJ 436 b), Laserexperimente am SLAC National Accelerator Laboratory
K2-141 b – Lava-Welt mit Gesteinsregen und mineralischem Kreislauf (Nguyen, Cowan et al., 2020)
WASP-76 b – Eisenregen auf der Nachtseite (Ehrenreich et al., Universität Genf, 2020)
HAT-P-7 b – Wolken aus Korund
WASP-12 b – Gasriese, der von seinem Stern verdampft wird
TRAPPIST-1-System – sieben Gesteinsplaneten in Resonanz
OGLE-2005-BLG-390L b – kalte Gesteinswelt, entdeckt durch Mikrogravitationslinsen
Freifliegende Planeten und Paare im Orionnebel (James-Webb- und Euclid-Beobachtungen)
Ausgewählte Literatur und weiterführende Quellen
Wolszczan, A., & Frail, D. A. (1992). A planetary system around the millisecond pulsar PSR1257+12. Nature, 355(6356), 145–147.
Mayor, M., & Queloz, D. (1995). A Jupiter-mass companion to a solar-type star. Nature, 378(6555), 355–359.
Evans, T. M., Pont, F., Sing, D. K., Aigrain, S., Barstow, J. K., Désert, J.-M., et al. (2013). The Deep Blue Color of HD189733b. The Astrophysical Journal Letters, 772(2), L16.
Madhusudhan, N., Lee, K. K. M., & Mousis, O. (2012). A Possible Carbon-rich Interior in Super-Earth 55 Cancri e. The Astrophysical Journal Letters, 759(2), L40.
Kraus, D., Vorberger, J., Pak, A., et al. (2017). Formation of diamonds in laser-compressed hydrocarbons at planetary interior conditions. Nature Astronomy, 1, 606–611.
Nguyen, T. G., Cowan, N. B., Banerjee, A., & Moores, J. E. (2020). Modelling the atmosphere of lava planet K2-141 b. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 499(4), 4605–4612.
Ehrenreich, D., Lovis, C., Allart, R., et al. (2020). Nightside condensation of iron in an ultrahot giant exoplanet. Nature, 580(7805), 597–601.
Armstrong, D. J., de Mooij, E., Barstow, J., et al. (2016). Variability in the atmosphere of the hot giant planet HAT-P-7 b. Nature Astronomy, 1, 0004.
Gillon, M., Triaud, A. H. M. J., Demory, B.-O., et al. (2017). Seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star TRAPPIST-1. Nature, 542(7642), 456–460.
Beaulieu, J.-P., Bennett, D. P., Fouqué, P., et al. (2006). Discovery of a cool planet of 5.5 Earth masses through gravitational microlensing. Nature, 439(7075), 437–440.
Pearson, S. G., & McCaughrean, M. J. (2023). Jupiter Mass Binary Objects in the Trapezium Cluster. arXiv:2310.01231.

Quantenverschränkung, ihre Entdeckungsgeschichte, ihre experimentelle Bestätigung und ihre Bedeutung für moderne Quantentechnologien sowie die Kosmologie.
Behandelte Konzepte
Superposition und Wellenfunktion
Spontane parametrische Abwärtskonversion in nichtlinearen Kristallen
Das EPR-Paradoxon (Einstein, Podolsky, Rosen, 1935)
Bellsche Ungleichung (John Stewart Bell, 1964)
Aspect-Experimente zur Verletzung der Bellschen Ungleichung (1981–1982)
Satellitenbasierte Verschränkungsverteilung (Micius-Mission, Jian-Wei Pan et al., 2017)
Nobelpreis für Physik 2022 (Aspect, Clauser, Zeilinger)
Quantencomputer und Qubits (Google Sycamore, 2019)
Quantenkryptografie und Quantenschlüsselaustausch
Quantenmetrologie und optische Atomuhren (Gruppe um Jun Ye)
ER=EPR-Vermutung (Maldacena, Susskind, 2013)
Quantenbiologie (Fotosynthese, Magnetorezeption im Vogelauge)
Ausgewählte Literatur und weiterführende Quellen
Einstein, A., Podolsky, B., & Rosen, N. (1935). Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete? Physical Review, 47(10), 777–780.
Bell, J. S. (1964). On the Einstein Podolsky Rosen Paradox. Physics Physique Физика, 1(3), 195–200.
Aspect, A., Dalibard, J., & Roger, G. (1982). Experimental Test of Bell's Inequalities Using Time-Varying Analyzers. Physical Review Letters, 49(25), 1804–1807.
Yin, J., Cao, Y., Li, Y.-H., Liao, S.-K., Zhang, L., Ren, J.-G., et al. (2017). Satellite-based entanglement distribution over 1200 kilometers. Science, 356(6343), 1140–1144.
Arute, F., Arya, K., Babbush, R., Bacon, D., Bardin, J. C., Barends, R., et al. (2019). Quantum supremacy using a programmable superconducting processor. Nature, 574(7779), 505–510.
Maldacena, J., & Susskind, L. (2013). Cool horizons for entangled black holes. Fortschritte der Physik, 61(9), 781–811.
The Nobel Prize in Physics 2022. NobelPrize.org. Nobel Prize Outreach.
Zeilinger, A. (2005). Einsteins Spuk. Teleportation und weitere Mysterien der Quantenphysik. Bertelsmann.
Al-Khalili, J., & McFadden, J. (2014). Life on the Edge: The Coming of Age of Quantum Biology. Bantam Press.

Heute reisen wir nicht Milliarden von Lichtjahren fort, nicht zu fernen Quasaren oder rätselhaften Schwarzen Löchern am anderen Ende des beobachtbaren Kosmos. Heute bleiben wir nah. Wir reisen zu dem Stern, der unser Leben trägt, der unsere Tage erhellt und unsere Nächte wärmt, der seit 4,6 Milliarden Jahren brennt und noch einmal so lange brennen wird. Wir reisen zu unserer Sonne. Mach es dir bequem. Lass deine Gedanken zur Ruhe kommen. Spür, wie sich dein Körper in seine Unterlage sinkt, schwer und ruhig. Und lass dich mitnehmen – zu dem Feuerball, ohne den wir nicht wären.