Raum, Zeit und Materie
Mathematische und physikalische Grundlagen der Wirklichkeit und Entwicklung des Universums.
Beschreibung
Das Dossier widmet sich Fragen der Mathematik, Physik und Chemie. Es führt von Raum, Zeit, Materie, Energie und fundamentalen Wechselwirkungen über Galaxien und Sterne bis zu Planeten und anderen Himmelskörpern. Mathematik begegnet uns dabei spielerisch: in ausgewählten Rätseln, Mustern und überraschenden Entdeckungen. Im Zentrum stehen weder Vollständigkeit noch systematische Lehre, sondern verständliche Zugänge zu einzelnen Phänomenen – und das Staunen darüber, wie aus wenigen Grundgesetzen eine so vielgestaltige Wirklichkeit entstehen konnte.
Leitfragen
- Welche überraschenden Muster, Zusammenhänge und Möglichkeiten eröffnet die Mathematik – und wie prägen ihre Entdeckungen unser Verständnis der Wirklichkeit?
- Welche grundlegenden Gesetze und Strukturen prägen das Universum vom kleinsten bis zum kosmischen Massstab?
- Wie konnte aus den Gesetzen des Universums eine Wirklichkeit hervorgehen, in der Materie sich selbst erkennt und ihren eigenen Ursprung erforscht?
Arbeitsbereiche
Mathematik als Sprache der Natur
Mathematische Strukturen, Modelle und Wahrscheinlichkeiten ermöglichen es, Muster zu erkennen und Vorgänge in der Natur zu beschreiben. Dieses Themenfeld widmet sich ihrer erstaunlichen Erklärungskraft, überraschenden Anwendungen und den Auswirkungen auf den wissenschaftlichen Fortschritt.
Physikalische Grundlagen
Raum, Zeit, Materie und Energie bilden den Ausgangspunkt unseres physikalischen Weltbildes. Hier geht es um grundlegende Begriffe und Theorien wie Bewegung, Gravitation, Relativitätstheorie, Quantenphysik, Thermodynamik sowie Teilchen und Felder.
Universum und Sterne
Wie entstand das Universum, und wie entwickelte es seine heutige Gestalt? Dieses Themenfeld führt von seiner grossräumigen Struktur über die Bildung und Entwicklung von Galaxien und Sternen bis zur Entstehung der chemischen Elemente.
Planetensysteme und Voraussetzungen für Leben
Planeten, Monde, Asteroiden und Kometen erzählen von der Entstehung und Vielfalt der Planetensysteme. Im Mittelpunkt stehen ihre unterschiedlichen Eigenschaften und die Bedingungen, unter denen eine Welt potenziell lebensfreundlich sein kann.
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