Wissensreise durchs Universum Archiv

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.

In dieser Folge reisen wir 10,4 Milliarden Lichtjahre ins frühe Universum – zu TON 618, dem bekanntesten Kandidaten für das massivste bekannte Schwarze Loch. Mit einer Masse von 66 Milliarden Sonnenmassen und einer Leuchtkraft, die 140 Billionen Sonnen überstrahlt, ist TON 618 ein Objekt der absoluten kosmischen Extreme. Wir erklären, was ein Quasar ist, wie Wissenschaftler*innen die Masse eines so weit entfernten Schwarzen Lochs messen, was der Ereignishorizont bedeutet – und was diese unfassbaren Dimensionen über unseren eigenen Platz im Universum sagen.

Themen dieser Folge

Was ist TON 618 und wo liegt es?

Quasare und Akkretionsscheiben

Reverberation Mapping – wie man die Masse misst

Der Ereignishorizont und die allgemeine Relativitätstheorie

Wachstum supermassereicher Schwarzer Löcher im frühen Universum

Wir und das Universum – Verantwortung für die Erde

Quellen

Shemmer, O. et al. (2004): Probing the Massive Black Hole in TON 618 with Reverberation Mapping. The Astrophysical Journal.

Peterson, B. M. (1993): Reverberation Mapping of Active Galactic Nuclei. Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 105, 247.

Event Horizon Telescope Collaboration (2019): First M87 Event Horizon Telescope Results. The Astrophysical Journal Letters, 875, L1.

NASA/IPAC Extragalactic Database (NED): TON 618 – ned.ipac.caltech.edu

Einstein, A. (1915): Die Feldgleichungen der Gravitation. Sitzungsberichte der Preußischen Akademie der Wissenschaften.

Hawking, S. W. (1975): Particle Creation by Black Holes. Communications in Mathematical Physics, 43, 199–220.

Heute nehmen wir dich mit auf eine philosophische Reise zu den Grenzen unseres Wissens. Nicht die Grenzen, die wir mit besserer Technologie überwinden könnten, sondern die fundamentalen Grenzen, die in der Natur der Realität selbst verankert sind. Grenzen, die uns sagen: Bis hierher und nicht weiter. Wir erforschen die Fragen, die möglicherweise für immer unbeantwortet bleiben werden.

Am 1. April 2026 um 0:35 Uhr MESZ brachen vier Astronautinnen und Astronauten an Bord der Orion-Kapsel zum Mond auf – zum ersten Mal seit über 50 Jahren. In dieser Folge begleiten wir die historische Mission Artemis II: Wer fliegt da eigentlich, und warum ist es so besonders? Wie funktioniert die SLS-Rakete und die freie Rückkehrbahn? Was ist der „Überblick-Effekt"? Und warum erinnert uns diese Reise ans Weiteste daran, was uns am nächsten ist: unsere Erde. Wissenschaftlich fundiert, ruhig erzählt – zum Einschlafen und Staunen.

Quellen

NASA – Offizielle Artemis II Missionsseite: https://www.nasa.gov/mission/artemis-ii/

NASA – Live Launch Updates (1. April 2026): https://www.nasa.gov/blogs/missions/2026/04/01/live-artemis-ii-launch-day-updates/

Wikipedia – Artemis 2 (deutsch): https://de.wikipedia.org/wiki/Artemis_2

DLR – Artemis II mit deutscher Technologie: https://www.dlr.de/de/aktuelles/nachrichten/2026/artemis-ii-startet-zum-mond-mit-deutscher-und-europaeischer-technologie-an-bord

ZDFheute – Artemis 2 gestartet: https://www.zdfheute.de/panorama/artemis-2-start-100.html

Wissenschaft.de – Start der Mondmission Artemis 2: https://www.wissenschaft.de/astronomie-physik/start-der-mondmission-artemis-2/

Space.com – Artemis 2 Live Updates: https://www.space.com/news/live/artemis-2-nasa-moon-mission-launch-updates-april-2-2026

Frank White: The Overview Effect – Space Exploration and Human Evolution (1987)

In dieser Folge tauchen wir in die faszinierende Welt nuklearer Energieerzeugung im Weltraum ein. Wir erklären, warum Solarpanele im tiefen Sonnensystem an ihre Grenzen stoßen, wie RTGs seit Jahrzehnten zuverlässig Raumsonden antreiben – und was der SR-1 Freedom als neuartige Kernspaltungsreaktoren für die Zukunft der Raumfahrt bedeutet. Von der Mondnacht bis zu den äußeren Planeten: Nuklearenergie im Weltraum ist kein Science-Fiction, sondern Ingenieursrealität.

Quellen & weiterführende Literatur

NASA Fission Surface Power Project: nasa.gov/fission-surface-power

Gibson, M. A. et al. (2017). NASA's Kilopower Reactor Development and the Path to Higher Power Missions. NASA Technical Reports Server (NTRS).

Poston, D. I. et al. (2020). Results of the KRUSTY Nuclear System Test. Nuclear Technology, 206(S1), S89–S117.

Buden, D. (2011). Space Nuclear Radioisotope Systems. Polaris Books.

Bennett, G. L. (2006). Space nuclear power: Opening the final frontier. AIAA 4th International Energy Conversion Engineering Conference.

Lipinski, R. J. et al. (1999). Fission Surface Power for NASA Lunar and Mars Exploration. Sandia National Laboratories Report.

El-Genk, M. S. (2009). Deployment history and design considerations for space reactor power systems. Acta Astronautica, 64(9–10), 833–849.

Aftergood, S. (1989). Background on Space Nuclear Power. Science & Global Security, 1(1–2), 93–107. (zu RORSAT und Kosmos 954)

NASA Artemis Program Overview: nasa.gov/artemis

Zubrin, R. (1996). The Case for Mars. Free Press. (zu nuklear-thermischen Antrieben)

Ragheb, M. (2011). Nuclear Propulsion. University of Illinois at Urbana-Champaign, Lecture Notes.

Heute reisen wir nicht zu einem fernen Ort im Universum. Wir reisen zu einem fernen Moment. Wir reisen zurück. Weiter zurück, als du dir vielleicht je vorgestellt hast. Zurück vor alle Sterne, vor alle Galaxien, vor alle Planeten und Nebel und schwarzen Löcher. Zurück zu dem Moment, in dem das Universum selbst begann. Zu dem Moment, in dem Raum und Zeit entstanden. Zu den ersten Sekunden nach dem Urknall.

Für Folgen, hier Klicken: Wissensreise durch die Uhrzeit

Vor 4,568 Milliarden Jahren war die Erde ein glühender Feuerball. Wie aus diesem Chaos ein lebensfreundlicher Planet wurde, ist eine der faszinierendsten Geschichten, die die Wissenschaft zu erzählen hat.

Wie aus Staub und Gas ein Planet entstand – und warum Jupiter dabei eine Rolle spielte Was das Hadäikum wirklich war: Kernbildung, Magnetfeld und die Hölle auf Erden Wie ein marsgroßer Einschlag den Mond erschuf – und damit Leben erst möglich machte Was 4,4 Milliarden Jahre alte Kristalle aus Australien über die ersten Ozeane verraten Wo das erste Leben entstanden sein könnte – und was wir bis heute nicht wissen

Weitere Schlafreise Reihen:

⁠⁠⁠⁠⁠Schlafreisedurchdas Periodensystem der Elemente⁠⁠⁠⁠⁠

⁠⁠⁠⁠⁠Schlafreisedurchdie Natur⁠⁠⁠⁠⁠

⁠⁠⁠⁠⁠Schlafreisedurchvergessene Welten⁠⁠⁠⁠⁠

⁠⁠⁠⁠⁠Schlafreisedurchdas Universum⁠⁠⁠⁠⁠

Englische Reihen:

⁠⁠⁠⁠⁠SleepJourneythrough Lost Worlds⁠⁠⁠⁠⁠

Weitere Wissenreise Reihen:

⁠⁠⁠⁠⁠Wissensreisedurchdie Psychologie⁠⁠⁠⁠⁠

⁠⁠⁠⁠⁠Wissensreisedurchdie Länder der Erde⁠⁠⁠⁠⁠

⁠⁠⁠⁠⁠Wissensreisedurchdie Urzeit⁠⁠⁠⁠⁠

⁠⁠⁠⁠⁠Wissensreisedurchdie Geschichte⁠⁠⁠⁠

In dieser Folge reisen wir zu den eisigsten Ecken des Kosmos – Orte, an denen Materie nahezu erstarrt und die Physik ihre seltsamsten Seiten zeigt.

Themen der Folge:

Was Temperatur physikalisch bedeutet und wo der absolute Nullpunkt (0 Kelvin / −273,15 °C) liegt

Die kosmische Hintergrundstrahlung – das Nachglühen des Urknalls bei 2,7 Kelvin

Der Bumerang-Nebel (5.000 Lichtjahre entfernt) – kältester natürlicher Ort im Universum mit ca. 1 Kelvin, entstanden durch adiabatische Expansion

Barnard 68 – eine dunkle Bok-Globule kurz vor dem Kollaps zu einem neuen Stern

Supraleitung, Suprafluidität und der Meißner-Ochsenfeld-Effekt

Das Bose-Einstein-Kondensat – der fünfte Aggregatzustand der Materie

Lene Vestergaard Hau friert Licht ein (1999)

Rekordkälte im Labor: 38 Pikopelvin an der Universität Bremen (2021)

Wissenschaftliche Begriffe kurz erklärt:

Absoluter Nullpunkt: 0 Kelvin (−273,15 °C) – die tiefstmögliche Temperatur, bei der jede Teilchenbewegung aufhört.

Adiabatische Expansion: Gas kühlt sich beim schnellen Ausdehnen ab, weil es dabei Energie verliert – Grundprinzip der Kühlung im Bumerang-Nebel.

Bose-Einstein-Kondensat: Quantenzustand nahe dem absoluten Nullpunkt, in dem viele Atome wie ein einziges riesiges Atom agieren. Nobelpreis 2001 für Cornell, Wieman & Ketterle.

Meißner-Ochsenfeld-Effekt: Supraleiter verdrängen Magnetfelder – Grundlage für Magnetschwebebahnen und MRT-Geräte.

In dieser Folge reisen wir zu einem der faszinierendsten Objekte im Universum: dem weißen Zwerg. Was bleibt übrig, wenn eine Sonne stirbt? Wir folgen dem Lebensweg sonnenähnlicher Sterne – von der Kernfusion über das Stadium des Roten Riesen und des planetarischen Nebels bis hin zum stillen Glühen des weißen Zwergs.

Themen der Folge:

Der Lebenszyklus von Sternen und das Ende sonnenähnlicher Sterne

Was ist ein weißer Zwerg? Größe, Dichte und innerer Aufbau

Die Chandrasekhar-Grenze (1,4 Sonnenmassen) und Typ-Ia-Supernovae

Planetarische Nebel – Helix-Nebel, Ringnebel und andere kosmische Kunstwerke

Sirius B – der bekannteste weiße Zwerg am Nachthimmel

Gravitationslinsen: Stein 2051 B und Einsteins Relativitätstheorie

Kristallisierende Diamantkerne – der Weiße Zwerg „Lucy" (BPM 37093)

Planeten um weiße Zwerge – neue Entdeckungen des Weltraumteleskops TESS

Die Zukunft unserer Sonne – in etwa 5 Milliarden Jahren

Wissenschaftliche Begriffe kurz erklärt:

Kernfusion: Im Kern von Sternen verschmelzen Atome zu schwereren Elementen und setzen dabei Energie frei.

Elektronendegenerationsdruck: Quantenmechanischer Effekt, der den Kollaps eines weißen Zwergs verhindert.

Chandrasekhar-Grenze: Maximale Masse eines weißen Zwergs (~1,4 Sonnenmassen), berechnet von Subrahmanyan Chandrasekhar (Nobelpreis 1983).

Schwarzer Zwerg: Theoretisches Endstadium eines weißen Zwergs nach Billionen von Jahren – bisher existiert keiner.

Lass dich fallen und reise zum größten Planeten unseres Sonnensystems. In dieser Folge schwebt ihr gemeinsam durch das Weltall, vorbei an Mars und dem Asteroidengürtel, bis sich der gigantische Jupiter vor euch erhebt – mit seinen Wolkenbändern, jahrhundertealten Stürmen und geheimnisvollen Monden. Entspannen, loslassen, staunen.