Teil 1: Elektrizität und Plasma

Kapitel 6: Die Skalierbarkeit von Plasma

Die Skalierbarkeit ist eine sehr interessante Eigenschaft von Plasma. Das bedeutet, dass Plasma, egal wie groß oder klein das Phänomen auftritt, sich ähnlich verhält: Es verhält sich im kleinen Laborexperiment also genauso (bzw. sehr ähnlich) wie im großen Maßstab im Kosmos.Tatsächlich tritt Plasma in einem sehr breiten Größenspektrum jenseits des atomaren Maßstabs auf (das heißt, ein Elektron, das von seinem Kern getrennt ist). Diese Spannweite reicht von 10^-10 Metern im Durchmesser bis zum galaktischen Maßstab, was im Fall unserer Milchstraße etwa 10²⁰ Meter im Durchmesser ist.

Also überspannt Plasma in Bezug auf den Maßstab das Ausmaß von 30 Größenordnungen (10³⁰, oder die Ziffer 10 gefolgt von 30 Nullen). Plasma weist auf dieser gesamten Bandbreite ähnliche Eigenschaften auf. Die Abbildung oben illustriert die Analogie zwischen mikroskopischem Plasma (atomarer Maßstab) und makroskopischem Plasma (Maßstab des Sonnensystems). Wegen dieses breiten Spektrums der Skalierbarkeit von Plasma sind Plasma-Kosmologen in der Lage, auf der Basis von reproduzierbaren/testbaren Experimenten im Labor (das heißt im kleinen Maßstab), fundierte Beobachtungen und Hypothesen aufzustellen und durch ‘Ähnlichkeitstransformationen’ diese Ergebnisse auf Plasmen im größeren Maßstab anzuwenden (zum Beispiel kosmische Phänomene). Aus dieser Perspektive sind Plasma Experimente im Labor, die auf kosmologische Ereignisse hochgerechnet werden können, ähnlich wie das anfängliche Testen von kleineren Flugzeugmodellen im Windtunnel, durch das Studium von natürlich verwirbelnden Strömungen der Luft, bevor die Resultate auf das echte (große) Flugzeug hochgerechnet und übertragen werden. Diese Testbarkeit von Plasma erlaubt es den Wissenschaftlern, fundierte Theorien und Vorhersagen anhand verschiedener konkreter Experimente aufzustellen, was eigentlich ein essentieller Aspekt der wissenschaftliche Methode sein sollte, wie es der Wissenschaftstheoretiker Karl Popper ausdrückte:

Das Kriterium um feststellen zu können, ob eine Theorie wissenschaftlich ist, ist es herauszufinden, ob die Theorie falsifizierbar, widerlegbar oder testbar ist.

Das neue Windows 10 ist bei Voreinstellung der bisher größte Datenstaubsauger von Microsoft-außerdem hat Windows 10 Update-Probleme: Erstmals zeigen sich die Nachteile der zwangsweise automatisch durchgeführten System-Updates unter Microsofts neuem Betriebssystem Windows 10. Derzeit steht das Update mit der Bezeichnung KB3081424 zum Download bereit. Da bei einigen Anwendern jedoch scheinbar keine ordnungsgemäße Installation der Aktualisierung möglich ist, versetzt Windows 10 das System in eine endlose Reboot-Schleife.

Windows 10 - Überwachung bis zum letzten Klick

Die Verbraucherzentrale Rheinland-Pfalz rät Nutzern des Computer-Betriebssystems Windows 10, vorsichtig zu sein. Wer die Datenschutzbestimmungen akzeptiere, werde von Microsoft umfassend ausgeforscht: Name, Adresse, Kontakte und besuchte Internetseiten.

Unterschiedliche Lebensweisen profitieren von charakteristischer Pupillenform
Räuberischer Jäger oder friedliches Weidetier? Die Lebensweise eines Tieres lässt sich oft an seiner Pupille erkennen: Senkrechte Schlitze erleichtern die Jagd, waagerecht geschlitzte Pupillen geben Pflanzenfressern den besseren Überblick, wie Wissenschaftler durch Beobachtungen und Computermodelle herausgefunden haben. Befindet sich der Kopf jedoch weit über dem Boden, liefert eine runde Pupille offenbar das beste Bild - deshalb haben wir Menschen keine Katzenaugen.

Ob mit Katzenaugen, Hundeblick oder schafsäugig - die Augen verschiedener Tiere sind sogar sprichwörtlich charakteristisch. Beim Menschen gelten die Augen als Fenster zur Seele, und manche Charaktereigenschaften wollen wir schon an den Augen ablesen. Viele Tiere haben besonders auffällige Augen, und besonders die geschlitzten Pupillen lassen sie für Menschen exotisch erscheinen. Doch warum unterscheiden sich die Pupillenformen so deutlich von Tier zu Tier?

Es gibt zahlreiche Fälle, in denen nachgewiesen wurde, dass es tatsächlich Menschen mit übersinnlichen Fähigkeiten gibt. Nun gibt es aber auch Tiere, die diese besondere Gabe besitzen. Vor einigen Jahren belegte ein amerikanischer Arzt dieses Phänomen und schrieb in seinem Artikel über einen Kater mit solchen außerordentlichen Fähigkeiten. Oscar heißt der kleine Stubentiger und Oscar kann den Todeszeitpunkt von Patienten voraussagen.

Jedesmal, wenn sich das Tier zu einem Patienten aus dem Pflegeheim gesellte, stand für die Pfleger fest, dass dieser in den nächsten Stunden sterben würde. Oscar hatte bereits im Alter von 6 Monaten diese außergewöhnliche Gabe und hatte seither den Tod von mehr als 50 Personen richtig vorausgesagt. Eigentlich sollte man meinen, der Todesbote auf vier Pfoten wäre eine gruselige und beängstigende Vorstellung, doch im Gegenteil, die Angehörigen der Patienten beschreiben ihn als »sanften Begleiter« während der letzten Atemzüge der Todgeweihten. Und weil sich der Kater mit den übersinnlichen Kräften bisher noch nie mit seinen Voraussagen geirrt hat, wurde seine erstaunliche Fähigkeit bereits international anerkannt, inzwischen ist Oscar sogar überall bekannt.

Software wandelt Bilder in das von Tieren wahrgenommene Spektrum um
Mit den Augen eines Tieres: Eine neue Software lässt uns die Welt auf völlig neue Weise sehen. Denn sie zeigt uns Farben und Muster, wie sie der Sehsinn verschiedener Tiere wahrnimmt. Das Programm rechnet dafür die Informationen der Kamera in das vom jeweiligen Tier wahrgenommene Spektrum um. Auf einfache Art können Forscher damit Signale auswerten, die die Tiere ansonsten vor uns verbergen.

Unsere Augen sind ziemlich hoch entwickelt: Menschen und die meisten Primaten nehmen die drei Grundfarben Rot, Grün und Blau wahr. Die Rezeptoren für diese Farben auf unserer Netzhaut setzen daraus das für uns sichtbare Farbspektrum zusammen. Doch das Farbensehen ist nicht überall im Tierreich gleich ausgeprägt. Die meisten übrigen Säugetiere sehen bloß blau und gelb. Für uns noch schwerer vorstellbar ist die Sicht vieler Vögel und Reptilien, die sogar vier verschiedene Farbsensoren besitzen.

Brocken liegen nahe der San Andreas Verwerfung und blieben trotzdem Jahrtausende stabil

Geologisches Rätsel: In den kalifornischen San Bernardino Mountains stehen einige Felsbrocken seit Jahrtausenden buchstäblich auf der Kippe. Doch trotz aller Erdbeben in dieser Region sind diese balancierenden Felsen stabil geblieben - und das, obwohl die San Andreas Verwerfung nur wenige Kilometer entfernt liegt. Warum sie nicht schon längst durch starke Erdstöße gefallen sind, haben Seismologen nun untersucht - und Überraschendes entdeckt.

Sie scheinen der Schwerkraft zu trotzen: In vielen Gegenden der Welt gibt es sogenannte prekär balancierende Felsen - tonnenschwere Gesteinsbrocken, die kippelig auf der Spitze stehen oder nur durch winzige Unebenheiten auf einer schiefen Ebene gehalten werden. Doch normalerweise ist die Lebensdauer solcher Felsen endlich, weil irgendwann die Erosion ihren Halt abträgt oder ein Erdbeben sie von ihrem luftigen Platz herunterrüttelt.

Nur drei Tage dauerte die wissenschaftliche Karriere der Landesonde Philae - aber die hatten es in sich. Denn in dieser Zeit hat sie einzigartige Daten vom Kometen geliefert - wie jetzt gleich sieben Artikel im Fachmagazin "Science" unter Beweis stellen. Unter anderem identifizierte Philae viele organische Verbindungen auf der Kometenoberfläche und Messungen ergaben, dass zumindest dieser Komet eher einem porösen Dreckklumpen als einem "schmutzigen Schneeball" gleicht.

Als im November 2014 mit der kleinen Sonde Philae die erste Landung auf einem Kometen gelang, war die Freude groß. Denn die Sonde sollte erstmals mehr über diese bisher rätselhaften Brocken aus Eis und Staub herausfinden, die nur ab und zu das innere Sonnensystem passieren. Doch Philae prallte ab und landete an einer so schattigen Stelle, dass ihm nach 57 Stunden der Strom ausging.

Aber selbst in dieser kurzen aktiven Zeit führte der Lander die meisten seiner geplanten Messungen planmäßig durch. Er schaffte es zudem, diese Daten zu übermitteln, bevor er verstummte. Zwar hat sich Philae inzwischen sporadisch sogar wieder gemeldet, ob die kleine Landesonde aber weitere wissenschaftliche Arbeiten durchführen kann, ist fraglich.

Eher Dreckklumpen als Schneeball

Dennoch: Wie sich jetzt zeigt, schaffte es Philae, selbst in den wenigen Stunden seiner Arbeit einzigartige neue Erkenntnisse über Kometen zu liefern. So zeigen Panoramabilder der Oberfläche von 67P/Churyumov-Gerasimenko, dass zumindest dieser Komet offenbar weniger ein "schmutziger Schneeball" ist als vielmehr ein Dreckklumpen. Denn Eis ist kaum zu sehen, dafür umso mehr Staub und felsige Brocken. Auch Analysen des Inneren lassen auf mehr Staub als Eis schließen.

Nach der anhaltenden Hitzeperiode in Deutschland werden Stimmen laut, dass die Erderwärmung im vollen Gang ist und andere Theorien und Möglichkeiten werden sofort zerschmettert und keine Diskussion eingeräumt. Bei dem Erwärmungshype wurde auch Stimmung gemacht, dass es der wärmste Juni seit Beginn der Wetteraufzeichnungen ist, was sich kurze Zeit später als Lüge herausstellte, denn es gab wärmere Junis in der Vergangenheit.

Die Nachricht, dass es ab 2030 eine Mini-Eiszeit geben würde, bewegt die Gemüter. Die angsteinflößende Vorhersage von britischen Wissenschaftlern ist allerdings fragwürdig.

Die Vorhersage ist eventuell angsteinflößend, jedoch ist sie nicht fragwürdig, sondern äußert realistisch. Denn wenn man die Vergangenheit unserer Erde studiert und ebenso die aktuellen Zeichen liest - u.a. die Sonnenaktivität, schwächelnder Golfstrom und Nordatlantikstrom- ist eine Eiszeit sogar sehr realistisch.

Die Erderwärmung ist ein dringendes Problem. Doch jetzt sagen britische Forscher ab 2030 eine Mini-Eiszeit voraus, die durch den Rückgang der Sonnenaktivität um 60 Prozent entstehen soll. Gemacht wurden die Aussagen auf der Grundlage eines neuen Modells, das von Wissenschaftlern um Valentina Zharkova von der Northumbria Universität entwickelt worden ist.

Eine Erderwärmung wäre eine positive Entwicklung, doch seit 1998 kühlt sich die Erde ab. Alle Argumente, dass es eine Erderwärmung tatsächlich gibt, sind reine Propaganda, die vorrangig nur Wirtschaftssysteme unterstützen oder uns Menschen von einer größeren Gefahr - einer Eiszeit - ablenken soll. Es ist gut, dass die Wissenschaftler aus Northumbria ein neues Modell veröffentlichten, denn es bekräftigt bereits frühere Vermutungen, dass eine geringe Sonnenaktivität mit der Erdtemperatur logischerweise in Verbindung steht, denn die Sonne ist sprichwörtlich unsere Heizung.

Die Verbreitung von chirurgischen Robotern nimmt drastisch zu. Wie eine neue Studie zeigt, kann es dabei zu Verletzungen und sogar Todesfällen kommen - vor allem bei bestimmten Arten von Operationen.

Operationsroboter haben zwischen 2000 und 2013 eine Rolle beim Tod von 144 Menschen in den USA gespielt. Das geht aus Daten der US-Gesundheitsbehörde Food and Drug Administration (FDA) hervor. Dabei zeigt sich, dass manche Formen der Roboter-Chirurgie gefährlicher sind als andere: Die Todesrate bei Kopf-, Hals- und Herzoperationen ist fast zehnmal so hoch wie bei anderen Eingriffen.

Die Verbreitung von Operationsrobotern ist in den vergangenen Jahren drastisch gestiegen. Von 2007 bis 2013 wurden in den USA mehr als 1,7 Millionen Eingriffe durch Roboter vorgenommen, die große Mehrzahl davon in Gynäkologie und Urologie. „Trotzdem gab es bislang keine umfassende Studie über die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Operationsrobotern“, schreiben Jai Raman und Kollegen von Rush University Medical Center in einer aktuellen Studie.

Verhedderte Stromkabel könnten bald der Vergangenheit angehören. Denn eine internationale Forschergruppe entwickelte eine leitfähige Faser, die sich bis auf die vierzehnfache Länge reversibel dehnen ließ. Wie die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Science berichten, stieg dabei die elektrische Leitfähigkeit sogar an. Diese Kombination aus Gummi und Kohlenstoffnanoröhrchen (CNT) soll vorerst für die Verkabelung von Robotern und bei der Entwicklung von Textilien mit elektronischen Komponenten genutzt werden.

„Stellen Sie sich den Balg eines Akkordeons beim Zusammendrücken vor“, sagt Ray Baughman von der University of Texas in Richardson bei Dallas. Allein durch die zahlreichen Falten wird das inelastische Balgmaterial flexibel. Das dehnbare Stromkabel, das Baughman zusammen mit Kollegen aus China und Brasilien entwickelt hat, nutzt das gleiche Prinzip. Die Forscher griffen zu einem stark dehnbaren etwa zwei Millimeter dicken Gummiband aus einem speziellen Styrol-Polymer. Dieses zogen sie auf die vierzehnfache Länge auseinander. Dann umwickelten sie das Gummiband mit einer dünnen Faserschicht aus mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhrchen, ein sogenanntes CNT-Aerogel.

Diese elektrisch sehr gut leitfähige Nanoröhrchenschicht haftete fest am Gummi. Ohne Zugspannung schrumpfte die Faser wieder auf die ursprüngliche Größe zusammen. Dabei bildeten sich in kurzen symmetrischen Abständen zahlreiche Wölbungen aus. Das hatte den Vorteil, dass die Nanoröhrchenschicht auch nach über 1000 Dehnungen nicht beschädigt wurde. Die elektrische Leitfähigkeit nahm zwischen erschlafftem und gedehntem Zustand sogar um das 200-Fache zu. Andere bisher entwickelte Flexi-Kabel hatten im gedehnten Zustand nur eine verringerte Leitfähigkeit. „Es ist schon bemerkenswert, wie ein einfacher Fertigungsprozess zu leitfähigen Fasern mit solchen Eigenschaften führen konnte“, sagt Baughman.