Rätsel der Wissenschaft

Mikroorganismen haben keinen besonders guten Ruf. Viele denken bei Mikroben zuallererst an Krankheitserreger. Dabei prägen sie das Leben auf der Erde viel grundlegender: Sie produzieren Sauerstoff, halten Stoffkreisläufe am Laufen, beeinflussen das Klima und leben in enger Gemeinschaft mit Pflanzen, Tieren und Menschen. Ohne sie würde auf unserem Planeten kaum etwas funktionieren. Erst in den vergangenen Jahren hat die Mikrobiomforschung begonnen zu zeigen, wie eng diese unsichtbaren Lebensgemeinschaften mit der Gesundheit von Menschen und Ökosystemen verknüpft sind. Gleichzeitig entdecken Forschende immer neue Mikroorganismen und stoßen auf Zusammenhänge, die bislang völlig unbekannt waren. Darüber sprechen David Rennert und Tanja in der neuen Folge des STANDARD-Podcasts Inside Science mit dem Mikrobiologen Michael Wagner von der Universität Wien. Der Forscher erklärt, warum die Erde über Milliarden Jahre ein Planet der Mikroben war, welche Rolle Mikrobiome für Umwelt und Klima spielen und weshalb wir erst beginnen zu verstehen, wie stark unser Leben von diesen winzigen Organismen abhängt.

Der 14. September 2015 ist in die Wissenschaftsgeschichte eingegangen – auch wenn die Weltöffentlichkeit erst Monate später davon erfuhr. An diesem Tag registrierten die Detektoren des LIGO-Observatoriums in den USA ein Signal, das auf winzige Verzerrungen der Raumzeit hindeutete. Verursacht wurden diese Verzerrungen, wie sich später herausstellte, von einem atemberaubenden Phänomen: Es entstand durch die Verschmelzung zweier sehr massereicher schwarzer Löcher in rund 1,3 Milliarden Lichtjahren Entfernung. Die Beobachtung war ein Meilenstein für die Wissenschaft: Es war die erste direkte Messung von Gravitationswellen, der erste direkte Nachweis verschmelzender Schwarzer Löcher und die Bestätigung einer zentralen Vorhersage in Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie. Dafür gab es nicht nur bald Nobelpreise, es war auch die Geburtsstunde der Gravitationswellenastronomie. Wie misst man Verformungen der Struktur von Raum und Zeit überhaupt? Und was können wir aus diesen Signalen über das Universum lernen? Darüber sprechen David Rennert und Tanja Traxler in der aktuellen Folge des STANDARD-Wissenschaftspodcasts "Rätsel der Wissenschaft".

Vor rund 2000 Jahren war Ephesos in der heutigen Türkei eine der wichtigsten Städte im Römischen Reich: Das Weltwunder Artemistempel lockte Pilger an, Gladiatoren kämpften im großen Theater, der Handel mit Öl und Wein florierte in der Küstenstadt. Heute liegen ihre Ruinen mehrere Kilometer vom Meer entfernt, im Gegensatz zu Rom wurde sie nicht von modernen Häusern überbaut. Ein Glück für die österreichische Archäologie, die hier seit 130 Jahren gräbt, aber auch ein Kuriosum. In der neuen Folge Episode des STANDARD-Podcasts "Rätsel der Wissenschaft" gehen David Rennert und Tanja Traxler gemeinsam mit Julia Sica den Gründen für Aufstieg und Niedergang der Stadt Ephesos nach. Grabungsleiter Martin Steskal vom Österreichischen Archäologischen Institut der Akademie der Wissenschaften erzählt vor Ort von Religion und Sklaverei im römischen Reich, wechselnden Businessmodellen der Metropole und der neuesten Entdeckung auf der populären Fundstätte.

Sie überleben enorme Hitze, extreme Kälte und können sogar ungeschützt die Bedingungen des Weltraums aushalten. Wenn es ungemütlich wird, pausieren sie einfach ihren Stoffwechsel und verbringen Jahre oder Jahrzehnte ohne Nahrung im Dornröschenschlaf. Bärtierchen sind die Superhelden der Tierwelt – kein anderes Tier ist derart resistent gegen Umweltstress. Die winzigen Tierchen, die kaum größer als ein Sandkorn sind und bei näherer Betrachtung tatsächlich ein wenig an pummelige, achtbeinige Bärchen erinnern, faszinieren Forschende seit Langem: Sie überdauern eisige Kälte, siedende Hitze, hohe Strahlendosen oder extreme Drücke. Experimente zeigen, dass die Winzlinge selbst nach mehreren Tagen ungeschützt im Weltraum wohlauf sind und gesunden Nachwuchs zeugen können. Aber wie ist das möglich? Welche physioligischen Tricks ermöglichen es den Bärtierchen, derartig extreme Bedingungen in ihren Resistenzstadien zu überleben, ist nach wie vor nicht vollständig geklärt.

Die Veröffentlichung schlug Wellen, die weit über die astronomische Fachwelt hinaus schwappten: Im April berichtete ein Team um den Astrophysiker Nikku Madhusudhan von der Universität Cambridge über den bisher "stärksten Hinweis auf biologische Aktivität abseits unseres Sonnensystems". Die Fachleute gaben bekannt, in der Atmosphäre des 124 Lichtjahre entfernten Exoplaneten K2-18b Hinweise auf Dimethylsulfid detektiert zu haben. Diese Verbindung gibt es auch auf der Erde – sie wird fast ausschließlich von meereslebenden Mikroorganismen erzeugt. K2-18b dürfte einen riesigen Ozean beherbergen. Ob es darin von Leben wimmeln könnte, wird in der Fachwelt hitzig diskutiert. In die Aufregung mischte sich schnell auch Skepsis. Zeigen die Signaturen in den Beobachtungsdaten wirklich Dimethylsulfid oder könnte sich ein anderes Molekül dahinter verbergen? Und beherbergt K2-18b überhaupt einen Ozean oder könnte es sich auch um eine lebensfeindliche Lavawelt handeln? Wo die Forschung dazu aktuell steht, welche Rolle Kritik in der Wissenschaft spielt und wie Leben im All jemals wirklich nachgewiesen werden könnte, besprechen David Rennert und Tanja Traxler mit Nikku Madhusudhan in der aktuellen Folge des STANDARD-Podcasts Rätsel der Wissenschaft.

Bereits in der griechischen Antike haben sich Gelehrte mit der Frage beschäftigt, was eigentlich real ist. Es gab dazu viele, ganz unterschiedliche Überlegungen, die sich teilweise komplett widersprochen haben. Inzwischen ist die Frage nach der Realität auch zu einem kontroversiell diskutierten Thema in der Quantenphysik geworden. Verschiedene Interpretationen der Quantenmechanik liefern Erklärungen dafür, wie der mathematische Formalismus der Quantenphysik mit unserer Alltagswelt zusammenpasst. Erstaunlicherweise ergeben sich daraus völlig unterschiedliche Sichtweisen darauf, was eigentlich real ist. Welche Schlüsse daraus zu ziehen sind, darüber sprechen Tanja Traxler und David Rennert in der aktuellen Folge von "Rätsel der Wissenschaft".

Das Internet durchdringt all unsere Lebensbereiche. Es versammelt das Wissen der Erde, es kann Türen öffnen, Zeit fressen und süchtig machen. Es bestimmt über Karriereverläufe, Kaufentscheidungen und Liebesbeziehungen. Da stellt sich die Frage: Kann es eine Innovation geben, die diese revolutionäre Entwicklung in den Schatten stellt? Und was könnte das denn sein? Genau das wird vom Quanteninternet behauptet: Es soll noch besser und sicherer sein als unser aktuelles Netz. Das darf und muss aber durchaus kritisch hinterfragt werden. Für manche ist das Quanteninternet ein schillerndes Schlagwort, mit dem Investoren angelockt werden sollen. Andere wiederum nehmen den Begriff ungern in den Mund und bekritteln die bisher vage Definition. In der akademischen Forschung eröffnet das Quanteninternet wiederum völlig neue Möglichkeiten. Darüber sprechen David Rennert und Tanja Traxler in der aktuellen Folge des STANDARD-Podcasts "Rätsel der Wissenschaft" mit der Quantenphysikerin Tracy Northup von der Universität Innsbruck.