Kosmologie und Astrophysik
Die wissenschaftliche Beschreibung des Weltalls als Ganzem wurde durch Einstein begründet. Im Rahmen seiner Theorie der Schwerkraft formulierte er vor fast 100 Jahren ein Modell eines endlichen, unveränderlichen Universums. Aufgrund von astronomischen Beobachtungen und Rechnungen von Alexander Friedmann änderte sich die Sichtweise: nach der heute akzeptierten Vorstellung ist das Weltall aus einem "Urknall" hervorgegangen und dehnt sich seitdem aus. Bis vor wenigen Jahren glaubte man, dass diese Ausdehnung sich fortwährend abbremst. Beobachtungen von Sternexplosionen in den entferntesten Gebieten des Alls, u. A. mit Hilfe des Hubble-Teleskops, führen seit 1998 zur überraschenden Folgerung, dass sich die Ausdehnung des Weltalls jedoch beschleunigt. Für diese Entdeckung erhielten Perlmutter, Schmidt und Riess den Nobelpreis für Physik 2011.
Am Anfang war der Urknall - davon geht die Mehrheit der Astrophysiker aus, weil sich das Bild einer Ur-Explosion beinahe zwangsläufig aus der Ausdehnung des Alls ergibt. Allerdings ist das Modell inzwischen weiter verbessert und verfeinert worden. Es wird angenommen, dass es in den ersten Bruchteilen von Sekunden eine Phase außerordentlich rascher Ausdehnung gegeben hat, die sogenannte inflationäre Phase. Sie erklärt ein paar Rätsel der Kosmologie und führt zu überraschenden Konsequenzen.
In der Science-Fiction-Literatur geistert oft der Begriff "Antimaterie" umher. Es gibt sie tatsächlich. Warum kommt sie dann so selten in unserer Umgebung vor? Nach einer Einführung des Begriffs "Antimaterie" wird auf diese Frage und auf die damit zusammenhängende Frage, warum es überhaupt Materie im Weltall gibt, eingegangen.
Welches sind die kleinsten Bestandteile der Materie? Welchen Gesetzen gehorchen sie? Und gibt es eine Weltformel? Schon seit langem haben sich die Menschen bemüht, in der Fülle der Erscheinungen die Grundbausteine der Welt und fundamentale Gesetzmäßigkeiten auszumachen. Ausgehend von der Antike zieht sich dieses Bestreben durch alle Epochen der Wissenschaft. In diesem Vortrag werden einige Stationen dieses Themas in der Entwicklung der Physik nachgezeichnet. Dazu gehört auch die Suche nach einer "Weltformel" durch Einstein, Heisenberg und andere. Es wird erläutert, was die heutige Physik mit ihren Quarks und anderen Teilchen hierzu zu sagen hat, und es wird auf die Superstring-Theorie eingegangen, die von einigen Physikern als faszinierender Ansatz zu einer Weltformel betrachtet wird.
Im Bereich der Atome und Elementarteilchen treten seltsame Erscheinungen auf, die dem Menschenverstand zu widersprechen scheinen. Hier beginnt die Quantenphysik, deren Besonderheiten in diesem Vortrag behandelt werden.
Zielgruppe: Schüler/innen der Oberstufe
Seit Entdeckung der Quantentheorie ist ihre Bedeutung für naturphilosophische Fragestellungen, insbesondere den Begriff der physikalischen Realität betreffend, diskutiert worden. Einstein war der prominenteste Vertreter einer Richtung von Physikern, welche die Quantentheorie aufgrund solcher Überlegungen ablehnten. In der historischen Diskussion Einsteins mit Bohr fanden die gegensätzlichen Standpunkte deutlichen Ausdruck. In dem Vortrag wird dieser Fragenkreis im Lichte der Arbeiten von J. Bell dargestellt.
Ein Vortrag von 60 min.
Wie hängen Körper und Geist zusammen?
Sind Materie und Geist zwei unabhängige Substanzen?
Oder gibt es nur eine materielle Substanz in der Welt, und das Geistige
(Mentale) ist eine Eigenschaft der Materie?
Könnten Wesen mit einem künstlichen Gehirn Empfindungen und
Gefühle haben?
Verfügt der Fadenwurm mit seinem winzigen Gehirn aus 302 Neuronen
über Geist?
Einige Meilensteine aus der Geschichte der Kryptographie, der Technik der Verschlüsselung, und der Kunst der Entschlüsselung geheimer Nachrichten werden vorgestellt. Unter anderem führt der Weg von Caesars Methode über die Drehscheiben von Leon Battista Alberti und die Enigma-Maschine zu heutigen elektronischen Verfahren und zur Quantenkryptographie.
Ein Vortrag von 75 min.
Was ist Physik?
- Naturgesetze
- Was ist Metaphysik?
- Welche Fragen stellt sie?
- Klassische Metaphysik
- Die Transzendentalphilosophie Kants
- Voraussetzungen für Wissenschaft
- Anti-Metaphysik, logischer Empirismus
- Physik und Metaphysik
Ein Beitrag von 45 min. zum Philosophie-Kurs der Oberstufe.
Was ist Metaphysik?
Welche Fragen stellt sie?
Wodurch unterscheiden sich Physik und Metaphysik?
Über die Bedeutung des wissenschaftlichen Rechnens mit Supercomputern.
Kurzer historischer Rückblick, Beispiele aus Elementarteilchenphysik,
Astrophysik und anderen Gebieten, Supercomputing in Deutschland,
internationale Perspektiven.