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epa05115201 A handout photograph made available by Caltech CATECH on 21 January 2016 showing an artistic rendering of a distant view from Planet Nine back towards the sun. The planet is thought to be gaseous, similar to Uranus and Neptune. Hypothetical lightning lights up the night side. Caltech researchers have found evidence of a giant planet tracing a bizarre, highly elongated orbit in the outer solar system. The object, which the researchers have nicknamed Planet Nine, has a mass about 10 times that of Earth and orbits about 20 times farther from the sun on average than does Neptune (which orbits the sun at an average distance of 2.8 billion miles). - See more at:  EPA/CATECH/R. Hurt (IPAC) MANDATORY CREDIT HANDOUT EDITORIAL USE ONLY/NO SALES

Hat unser Sonnensystem vielleicht doch neun Planeten? Darstellung des mysteriösen «Planet Neun».   Bild: EPA/CATECH /R. Hurt (IPAC)

Kennst du diese 7 Dinge, die der Wissenschaft (noch) ein Rätsel sind?



Der vielleicht grösste Unterschied zwischen Wissenschaft und Religion besteht darin, dass Wissenschaft nicht für alles eine Erklärung hat. Kürzlich stellten wir sieben Dinge vor, die der Wissenschaft ein Rätsel sind: 

Und das war nur eine kleine Auswahl. Hier sind sieben andere: 

Warum ist der Mond am Horizont grösser?

Bild

Am Horizont erscheint der Mond grösser als im Zenit. Im Bild der Blutmond bei der Rigi während der Mondfinsternis 2018. Bild: Emanuel Niederhauser

Wir alle kennen das Phänomen: Wenn der Mond nahe am Horizont steht, ist er viel grösser als oben am Nachthimmel. Das gilt im Übrigen für sämtliche  Himmelskörper. Seltsamerweise gelingt es uns aber nicht, diesen offensichtlich grösseren Mond so zu fotografieren, wie wir ihn sehen. Die Linse der Kamera lässt sich im Gegensatz zu uns nicht täuschen. Der  grosse Mond ist nämlich nur Illusion, nicht physische Realität. Das ist in der Wissenschaft auch gar nicht umstritten – wohl aber die Frage, was der Grund für dieses Phänomen ist.    

Ponzo-Illusion

Ponzo-Illusion: Beide Kugeln sind gleich gross, aber die hintere erscheint uns grösser, weil das Hirn sie wegen des Hintergrunds als weiter entfernt einstuft.   Bild: sandlotscience.com

Es sind vor allem zwei Theorien, die zur Erklärung herangezogen werden. Da ist zum einen die sogenannte «Ponzo-Illusion». Sie beruht auf dem Umstand, dass unser Gehirn die Grösse von Objekten unter anderem anhand ihres Hintergrunds einschätzt. Wenn der Mond in Horizontnähe ist, sind oft Hintergrundobjekte in der Nähe – Bäume, Häuser, Hügel. Sie führen dazu, so die Theorie, dass der Mond grösser erscheint. Aber das tut er auch, wenn keine solchen Objekte vorhanden sind, zum Beispiel am Meer. 

Grafik: Mondtäuschung, abgeflachtes Firmament
https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en

Das abgeflachte Firmament erklärt, warum der Mond am Horizont grösser erscheint – die Veränderung der Grössenwahrnehmung müsste aber kontinuierlich sein.   Grafik: ArtMechanic / CC-BY-SA 3.0

Zum andern könnte aber auch eine andere Sinnestäuschung für den Effekt verantwortlich sein: das «abgeflachte Firmament». Wir empfinden die Halbkugel des Himmels über uns als abgeflacht – der Zenit erscheint uns näher als der Horizont. Daher sieht der Mond am Horizont grösser aus. Nur müsste die Grössenveränderung kontinuierlich sein, während der Mond seine Bahn verfolgt. Sie fällt uns aber erst in Horizontnähe auf. Beide Theorien zur Mondtäuschung kranken also an Problemen. 

Wie funktioniert der Placebo-Effekt?

Placebo (Symbolbild)

Placebos sind in aller Regel nicht als Placebos angeschrieben. Selbst dies würde aber ihre Wirksamkeit nicht aufheben.  Bild: Shutterstock

«Ich werde gefallen», das bedeutet das Wort «Placebo» wörtlich. Beim Placebo-Effekt handelt es sich um den – positiven oder negativen – Einfluss, den die Erwartung des Patienten auf sein Befinden hat. Dieser Einfluss spielt stets mit; auch bei regulären Medikamenten, bei denen er laut Experten manchmal bis zur Hälfte der Wirksamkeit ausmachen kann. Allerdings heilen Placebos nicht – sie wirken vornehmlich auf die Symptome. Dies aber sogar dann, wenn die Patienten wissen, dass es sich nur um ein Placebo handelt. Der Effekt ist zudem auch bei Kleinkindern und Tieren wirksam, die gar nicht an die Wirkung glauben können.  

Die Wirkungsweise von Placebos ist noch nicht vollständig geklärt. Es scheint, dass zwei Faktoren am Werk sind: Einerseits wirken Placebos durch Konditionierung, das heisst, körperliche Reaktionen werden antrainiert. Nimmt man über längerer Zeit ein Medikament ein, verbindet das Gehirn damit die Linderung von Symptomen. Dies geschieht dann auch, wenn nur ein Placebo verabreicht wird.

Andererseits spielen auch neuronale und chemische Vorgänge im Gehirn und Rückenmark eine Rolle. So führt die Erwartungshaltung des Patienten in seinem Gehirn zur Ausschüttung von Endorphinen, die Schmerzen lindern können. Zugleich geht ein Placebo-Effekt auch mit einer verringerten Nervenzellaktivität im Rückenmark einher, wie deutsche Wissenschaftler 2009 nachwiesen. Wie genau diese Vorgänge ausgelöst werden, ist nach wie vor nicht geklärt. 

Passend dazu: Medikamente neu interpretiert von Zukkihund

Haben Kühe einen Kompass?

weidende Kühe

Kühe richten sich beim Grasen oft in Nord-Süd-Richtung aus. Bild: Shutterstock

2008 fiel einem deutsch-tschechischen Forscherteam etwas auf, als es Fotos auf Google Earth betrachtete: Kühe schauen beim Grasen und Liegen sehr oft in dieselbe Richtung – und zwar vorzugsweise nach Norden oder Süden. Eine Auswertung von 308 Fotos mit rund 8500 Kühen darauf bestätigte den Eindruck. 70 Prozent der Wiederkäuer war auf den Aufnahmen in Nord-Süd-Richtung positioniert. In einer Nachfolgestudie zeigte sich zudem, dass Kuhherden in der Nähe von Starkstromleitungen keine solche eindeutige Ausrichtung aufwiesen. Der Grund dafür könnte sein, dass  Rinder – wie Vögel oder einige Reptilien – einen Magnetsinn besitzen. 

Axial data revealing the N-S alignment in three ruminant species under study. (A) Cattle. (B) Roe deer. (C) Red deer. Each pair of dots (located on opposite sites within the unit circle) represents the direction of the axial mean vector of the animals' body position at one locality. The mean vector calculated over all localities of the respective species is indicated by the double-headed arrow. The length of the arrow represents the r-value (length of the mean vector), dotted circles indicate the 0.01-level of significance. Triangles positioned outside the unit circle indicate the mean vectors of the cattle data subdivided into the six continents (dotted: North America; gray: Asia; checkered: Europe; striped: Australia; black: Africa; white: South America) (A) and the mean vectors of resting (black) and grazing (white) deer, and of deer beds (dotted) (B: roe deer; C: red deer).

Ausrichtung der Kühe: Paarweise einander gegenüberliegende blaue Punkte repräsentieren die einzelnen Tiere, der schwarze Doppelpfeil die gemittelte Ausrichtung aller Tiere. Die Dreiecke stehen für die gemittelte Ausrichtung nach Kontinenten (grau: Asien, gepunktet: Nordamerika, kariert: Europa, gestreift: Australien, schwarz: Afrika, weiss: Südamerika).   Grafik: PNAS

Diese These blieb aber nicht unwidersprochen. Eine andere Studie, die ebenfalls Bilder von Google Earth auswertete, konnte die Nord-Süd-Ausrichtung der Kuhherden nicht bestätigen. Allerdings wurde dieser Untersuchung vorgeworfen, sie habe den Effekt von Starkstromleitungen nicht berücksichtigt und ohnehin zu viele unklare Aufnahmen verwendet. Nach wie vor ist damit ungeklärt, ob sich die Wiederkäuer nun am Magnetfeld orientieren oder nicht. 

Emily ist es egal, wohin die Kühe sich ausrichten. «Ich habe keine Angst vor Kühen. Sicher nicht»

Video: watson/Emily Engkent

Warum gibt es verschiedene Blutgruppen?

Blutgruppen (Symbolbild)

Die wichtigsten Blutgruppensysteme sind das AB0-System und das Rhesussystem. Bild: Shutterstock

Wirbeltiere haben verschiedene erbliche Blutgruppen, die auf unterschiedliche Proteine zurückzuführen sind, die sich auf der Oberfläche der roten Blutkörperchen befinden. Es gibt in der Medizin eine Vielzahl von Blutgruppensystemen; die wichtigsten sind das AB0-System und das Rhesussystem. Blutgruppen sind wichtig, wenn es um Bluttransfusionen geht, denn das Immunsystem erkennt die unterschiedlichen Proteine einer unverträglichen Blutgruppe und reagiert darauf mit Antikörpern. 

Die Verteilung der Blutgruppen des AB0-Systems, das die vier Hauptgruppen A, B, AB und 0 umfasst, variiert weltweit stark. Bekannt ist, dass bestimmte Blutgruppen ihren Trägern bei spezifischen Krankheiten Vorteile verschaffen können. So haben Menschen mit der Blutgruppe 0 im Fall einer Malaria-Infektion eine höhere Überlebenschance. Diese Blutgruppe hat sich, wie molekularbiologische Untersuchungen zeigen, durch eine genetische Mutation aus der Blutgruppe A entwickelt. Doch was die Entstehung und Verbreitung der Blutgruppen anbelangt, tappt die Wissenschaft weitgehend im Dunkeln. 

Blutgruppenverträglichkeit

Verträglichkeit der Blutgruppen: Ein Träger der Blutgruppe 0 kann allen anderen Blut spenden, A oder B dagegen nur AB.  Grafik: Wikimedia

Wo sind die magnetischen Elementarteilchen?

Stabmagnet

Stabmagnet. Wird er halbiert, bilden die Bruchstücke sofort wieder einen kompletten Magneten mit Nord- und Südpol. Bild: Shutterstock

Magnete haben zwei Pole. Halbiert man einen Stabmagneten, erhält man keinen isolierten Nord- und Südpol, sondern erneut zwei komplette Magnete mit je zwei Polen. Während sich elektrische Ladungen in positiv und negativ auftrennen lassen, treten Magnete nur als Dipol auf, das heisst, es gibt keine Teilchen, die nur einen magnetischen Pol tragen. 
Diese hypothetischen Elementarteilchen – quasi das magnetische Gegenstück zum Elektron – werden magnetische Monopole genannt. Der Quantenphysiker Paul Dirac postulierte bereits 1931 die Existenz solcher magnetischer Monopole, doch bisher konnten sie nicht nachgewiesen werden. 

2009 gelang es zwar Wissenschaftlern am Helmholtz-Zentrum Berlin, in fester Materie monopolähnliche Quasiteilchen nachzuweisen. Es handelt sich dabei allerdings nicht um echte einzelne Teilchen, sondern um die einzig paarweise auftretenden Enden von sogenannten Dirac-Strings – gewissermassen lange Ketten oder Schläuche, die das Magnetfeld tragen und aus Elektronenspins bestehen. Echte magnetische Monopole sind dagegen trotz intensiver Forschung noch nicht nachgewiesen worden.  

Veranschaulichung der “Spin-Spaghetti” aus Dirac-Strings.

Veranschaulichung von Dirac-Strings.  Bild: helmholtz-berlin.de

Gibt es Planet Neun?

Planet Neun

Planet Neun: 10'000 bis 20'000 Jahre für eine Umrundung der Sonne.  Bild: Shutterstock

2006 versetzte die Internationale Astronomische Union (IAU) dem Pluto einen schweren Schlag: Der bis dahin neunte und äusserste Planet des Sonnensystems, der nur etwa ein Drittel des Volumens des Erdmondes besitzt, wurde zu einem Zwergplaneten hinabgestuft; fortan musste sich unser Sonnensystem mit acht Planeten begnügen. Grund für die Degradierung Plutos ist der Umstand, dass jenseits der Umlaufbahn des Neptuns tausende von kleinen Himmelskörpern die Sonne im Kuipergürtel umkreisen. Darunter sind auch Zwergplaneten, die fast so gross sind wie Pluto. 

Diese Himmelskörper bewegen sich allerdings auf stark exzentrischen Bahnen, die zudem alle in eine Richtung zeigen. Um dieses merkwürdige Phänomen zu erklären, postulieren manche Astronomen die Existenz eines Planeten, der diese Bahnen mit seiner Masse beeinflusst – «Planet Neun». Hinzu kommt, dass ein solcher Planet – vorausgesetzt, er besitzt genügend Masse – auch die Schieflage der acht bekannten Planeten erklären könnte. Deren Bahnen liegen alle ungefähr auf einer Ebene, die im Verhältnis zum Sonnenäquator um rund sieben Grad geneigt ist. Planet Neun, der für eine Umrundung der Sonne zwischen 10'000 und 20'000 Jahren benötigen würde, müsste daher etwa zehn Erdmassen aufweisen und sich in einer Distanz von gegen 100 Milliarden Kilometern befinden.

Bahnen von sechs transneptunischen Objekten um die Sonne, ergänzt um die hypothetische Bahn von Planet Neun

Stark exzentrische Bahnen von sechs transneptunischen Himmelskörpern im Vergleich mit der hypothetischen Umlaufbahn von Planet Neun. Die drei äussersten der bekannten Planeten befinden sich bei diesem Massstab sehr nahe bei der Sonne.    Grafik: Wikimedia

Da er in dieser Distanz nur wenig Sonnenlicht empfangen und reflektieren würde, wäre er auch mit modernen Teleskopen nur schwer zu beobachten. Überdies besteht auch die Möglichkeit, dass andere, noch unentdeckte Zwergplaneten die exzentrischen Bahnen der Himmelskörper im Kuipergürtel verursachen könnten. So ist Planet Neun derzeit nur eine Hypothese. 

Was steht im Voynich-Manuskript?

1912 entdeckte der polnisch-stämmige Antiquar Wilfrid Michael Voynich in einem Jesuitenkolleg bei Frascati einen merkwürdigen Kodex, der vermutlich aus dem 15. Jahrhundert stammt. Das Voynich-Manuskript, wie das Schriftstück seither genannt wird, besteht aus 102 Pergamentblättern, die einen vollkommen kryptischen Text enthalten und reich mit zum Teil grotesken Bildern illustriert sind. 

Während die Illustrationen sich Themen wie Botanik, Anatomie, Pharmazeutik oder Astronomie zuordnen lassen, ist der Text bisher nicht enträtselt worden. Er besteht aus unbekannten Schriftzeichen und ist in einer bisher nicht identifizierten Sprache verfasst worden. Eine statistische Textanalyse von russischen Wissenschaftlern geht davon aus, dass etwa 60 Prozent des Textes in Englisch oder Deutsch, der Rest in einer romanischen Sprache geschrieben wurde. Sie glauben zudem, dass sämtliche Vokale fehlen und die Wortzwischenräume verschoben sind. Ohne den passenden Schlüssel bleibt das Voynich-Manuskript  damit für alle Zeiten unentschlüsselt. 

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22 Kommentare
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Pasch
31.08.2018 18:11registriert October 2015
Notizen gemacht? Prüfung am Sonntag! 😂😂
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22

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