Spektrum der Wissenschaft 2011 11.pdf

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Wir werden immer
älter – bei guter
Gesundheit
NOVEMBER 2011
COMPUTER
Wie neue Superrechner die
Wissenschaft voranbringen
INTELLIGENZ
Die kognitiven Höchstleistungen
von Schimpansen und Delfi nen
ÖKOLOGIE
Faszinierende Lebens-
formen in der Tiefsee
Gibt es
parallele Welten?
Dem Multiversum auf der Spur
www.spektrum.de
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Editorial
Carsten Könneker
Chefredakteur
koenneker@spektrum.com
Autoren in diesem Heft
Die größte Unbekannte
I n was für einer Welt leben wir eigentlich? Etwa 73 Prozent ihrer Masse besteht nach heuti­
ungeordnete statt klar struk­
turierte Proteine belügeln seit
neu estem die fantasie von
Biologen. Warum, das erklären
der Bio physiker A. Keith Dunker
(links) und der strukturbiologe
Richard W. Kriwacki ab s. 30.
ger Vorstellung aus Dunkler Energie, 23 Prozent aus Dunkler Materie; beides ist jedoch ex­
perimentell nicht nachgewiesen. Von den verbleibenden vier Prozent normaler Materie ist
nur ein Zehntel in den für uns sichtbaren Galaxien enthalten. Wo sich der Rest verbirgt, da­
rüber rätseln die Astronomen noch. Ohnehin bleibt ihnen prinzipiell verborgen, was sich au­
ßerhalb des kosmischen Horizonts von rund 42 Milliarden Lichtjahren abspielt. Entstehen
und vergehen in unvorstellbarer Ferne womöglich ständig andere Universen innerhalb eines
Hyperraums – und dazu solche, in denen die unterschiedlichsten Naturgesetze gelten?
Physiker bezeichnen das hypothetische Gebilde mehrerer oder gar unendlich vieler Uni-
versen als Multiversum. Quanteneffekte im Vakuum des Hyperraums könnten einen Kos­
mos nach dem anderen hervorbringen, mit unterschiedlichen Materietypen und ­verteilun­
gen, so lautet eine besonders intensiv diskutierte Theorie, das Modell der chaotischen Inla­
tion. Ist unser Universum also nur die für uns nächste aller Welten, ansonsten aber nichts
Außergewöhnliches?
Leserzuschriften verraten uns, dass manche von Ihnen derlei Überlegungen der Kosmolo­
gen misstrauisch gegenüberstehen, ja sie teils eher für Scienceiction halten als für seriöse
Wissenschaft. Doch die komplizierten mathematischen Modelle sind mehr als L’art pour
l’art. Beispielsweise erschlägt die Annahme paralleler Universen die beiden fundamentalen
Fragen, warum das Universum so ist, wie es ist, und warum die elementaren Naturkonstan­
ten Werte annehmen, die das Entstehen von Leben ermöglichen. Antwort: Wenn immer neue
Universen entstehen, dann eben auch irgendwann eines mit genau den Eigenschaften, die
unsere Art von Leben begünstigen. Diese Argumentation hat einen gewissen Charme. Den­
noch dürften eher die Skeptiker unter Ihnen an unserer aktuellen Titelgeschichte Gefallen
inden. Der Mathematiker und Kosmologe George F. R. Ellis von der Universität Kapstadt un­
terzieht die Argumente der Multiversum­Anhänger einer Fundamentalkritik in sieben Akten
(ab S. 36). Er kommt zu dem Schluss, dass es sich beim Multiversum um »eine philosophische
Spekulation auf wissenschaftlicher Grundlage« handelt, und fordert von den Befürwortern,
die Grenzen der Aussagekraft ihrer Denkübungen offenzulegen.
James W. Vaupel , direktor am
max­Planck­institut für demo­
graische forschung in rostock,
zeichnet ab s. 52 ein optimis­
tisches Bild der Zukunft: unsere
Kinder werden ein hohes Alter
bei guter Gesundheit erleben.
Thomas Lippert (links) und
Achim Bachem vom for schungs­
zen trum Jülich stellen ab s. 84
die spektakulären Lösungen
gigantischer rechenaufgaben
vor, für die erst seit Kurzem aus ­
reichende Computerkapa zitäten
in deutschland verfügbar sind.
Was meinen Sie: Wie spekulativ darf harte Wissenschaft sein? Und müssen Forscher die
Grenzen ihrer Modelle sowie ihrer Interpretationen von empirischen Daten stets offensiv
zur Schau stellen? Ich empfehle Ihnen Ellis’ Artikel, der sich in weiten Teilen wie ein Kom­
mentar, ja fast wie eine Streitschrift liest, ganz besonders zur Lektüre!
Herzlich Ihr
3
SPEKTRUM DER WISSENSCHAFT · NovEMbER 2011
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inhalt
30 Proteinfaltung
68 ArtenreicheTiefsee
60 WikingeranderSeine
22 IntelligenteTiere
biologie & medizin
Physik & astronomie
mensch & kultur
TITELTHEMA
36MultiversuminBeweisnot
George F. R. Ellis
Kosmologen meinen, es gebe
unzählige Paralleluniversen mit
jeweils eigenen Naturgesetzen.
Doch niemand wird ihre Existenz
je nachprüfen können
22Intelligenzbestien
Maddalena Bearzi, Craig Stanford
Deline und Menschenaffen
verhalten sich in vielem sehr
ähnlich: So bilden sie strategische
Koalitionen und führen Täu­
schungsmanöver durch. Möglich
macht das ihr überdurchschnitt­
lich großes Gehirn
52DasJahrhundert
derHundertjährigen
James W. Vaupel
Die Menschen leben heute
zehn Jahre länger als noch vor
40 Jahren – und das bei besserer
Gesundheit. Ein Ende der
Entwicklung ist nicht abzusehen
r
r
r
Schlichting!
44EingebildeteFarben
H. Joachim Schlichting
Weil unser visuelles System uns
gerne weiße Wände vorgaukelt,
kommen gelegentlich unerwartete
Farben zum Vorschein
60FriedlicheBerserker
Vincent Carpentier
Ihren Zeitgenossen galten die
Wikinger als mordlüsterne Krie­
ger. Doch jene, die das Seinetal
besetzten, integrierten sich in die
fränkische Gesellschaft und
gründeten das Herzog tum Nor­
mandie
30ProteineohneStruktur
A. Keith Dunker,
Richard W. Kriwacki
Viele Proteine erfüllen ihre bio­
logische Funktion, ohne sich
jemals vollständig zu falten.
Womöglich besitzt sogar jedes
dritte menschliche Eiweiß
große unstrukturierte Abschnitte
PhySikaliSchE UntErhaltUngEn
46Falltür,Jo-JoundBillard
Norbert Treitz
Kann etwas schneller fallen als
im freien Fall? Ja. Das zeigt schon
eine simple Holzlatte
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SPEKTRUMDERWISSENSCHAFT·NovEMbER2011
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36
TITELTHEMA
Gibtes
paralleleWelten?
sPektrogramm
8 Brustkrebsgen verhindert Entpa­
cken von DNA • Selbstreinigung
ohne Lotoseffekt • Ameise als Selbst­
mordattentäter • Aktive galaktische
Kerne helfen Entfernungen zu
messen • RNA aus der Nahrung
beeinlusst Cholesterinspiegel •
Extrem lange Kohlenstoff­Kohlen­
stoff­Bindung mit Nanodiamanten
bild des monats
11JungeKrateraufMerkur
forschung aktuell
12ArchaischeDNAerhellt
EvolutiondesMenschen
Haben wir nützliche Gene von
ausgestorbenen Verwandten geerbt?
14RekordeausderSpiegelwelt
Erzeugung und Nachweis von
Antiatomen in Beschleunigern
18 Alzheimerdurchchronischen
Stress
Hormonell bedingte Veränderungen
des Tau­Proteins töten Neurone
erde & umwelt
technik & comPuter
19EinKäigalsKatalysator
Gerüststruktur für die Synthese
optisch aktiver Moleküle
68ÜppigeVielfalt
trotzNahrungsmangel
Craig R. McClain
Der Boden der Tiefsee, lange
als riesige Ödnis angesehen,
hat sich als ein biologisch
komplexes Ökosystem entpuppt,
dessen Schicksal eng mit den
obersten Meeresschichten ver­
knüpft ist
84WieSupercomputer
dieForschungprägen
Achim Bachem, Thomas Lippert
Höchstleistungsrechner dienen
als eigenständiges, ungeheuer
vielseitiges Forschungsmittel. Je
nach Verwendung ersetzen sie ein
Mikroskop, einen Teilchenbe­
schleuniger oder auch eine Zeit­
maschine
r
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20SpringersEinwürfe
» Ihr werdet euch nie ändern! «
weitere rubriken
3 Editorial
6 Leserbriefe/Impressum
93 Rezensionen
Wolfgang Nentwig (Hg.):
Unheimliche Eroberer
Gerhard Roth:
Wie einzigartig ist der Mensch?
Oekom e. V. (Hg.):
Post­Oil City, u. a.
100 Wissenschaft im Rückblick
Vom Babysaurier zum hygienischen
Papiergeld
101 Exponat des Monats
Der Benz­Patent­Motorwagen Nr. 1
102 Vorschau
Titelmotiv: Kenn Brown,
Mondolithic Studios;
NASA; Bearbeitung:
Spektrum der Wissenschaft
die auf der titelseite an-
gekündigten themen
sind mit r gekennzeichnet
NachS.92folgteine52-seitige
Sonderpublikationder
NordStreamAGüberdie
Ostsee-Erdgaspipeline
5
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