Es gibt wahrscheinlich kaum ein Thema, über das so viel geredet wird wie über das Wetter. Meteorologen verstehen die Mechanismen der Wetterentstehung inzwischen so gut und können ihr Wirken in Computermodellen so genau simulieren, dass sie es schaffen, das Geschehen in der Atmosphäre für mehrere Tage präzise vorherzusagen. Von Wolkensystemen, Luftströmungen, über künstlichen Regen bis hin zu Unwettern und vieles mehr berichten die Beiträge in „Wetter und Unwetter“.
Am Nachthimmel funkeln unzählige Sterne in unserer Milchstraße, deren Geheimnisse Astronomen seit langem erforschen. Trotz intensiver Studien sind viele Fragen, wie die maximale Masse von Sternen oder der Beginn des Kollapses einer Molekülwolke, noch nicht abschließend geklärt. Neueste Superteleskope und Computersimulationen haben jedoch tiefere Einblicke ermöglicht. Besonders faszinierend ist die Frage, wie viele dieser Sterne Planeten haben und ob sich darauf Leben entwickelt hat – vielleicht sogar intelligente Zivilisationen, mit denen wir kommunizieren könnten. Bis vor zwei Jahrzehnten war dies nur Spekulation, doch heute wissen wir, dass jeder Stern in der Milchstraße im Durchschnitt 1,6 Planeten besitzt. Fast 2000 Exoplaneten wurden nachgewiesen, darunter etwa 40, die der Erde in Größe und Masse ähneln. Auf einigen dieser Planeten könnte es die richtigen Bedingungen für flüssiges Wasser geben – eine Voraussetzung für Leben. Astronomen haben begonnen, nach Hinweisen auf Leben zu suchen, indem sie Abfallprodukte von Organismen in den Atmosphären entfernter Planeten analysieren. Der zweite Teil des Heftes bietet spannende Einblicke in diese aktuellen Forschungen und die Suche nach neuen Welten im Universum.
Alte Rätsel in neuem Licht stellt dieses Spektrum Spezial vor. Könnte die viel diskutierte Frage nach der Existenz von Parallelwelten eine unerwartete Antwort haben, nämlich gar keine? Könnten sich die prinzipiell nicht fotografierbaren Schwarzen Löcher vielleicht doch ablichten lassen – zumindest ihr Schattenriss auf dem kosmischen Hintergrund? Und könnte sich das Universum in den kommenden Billionen Jahren so sehr verändern, dass völlig neue Himmelsphänomene in Erscheinung treten?
Eine der offenkundigsten Eigenschaften der Sonne ist, dass sie uns mit Licht und Wärme versorgt. Doch die Wirkungen der Sonne auf unseren Planeten sind weit subtiler. Kurz nach der Erfindung der Fernrohre wurden bereits die Sonnenflecken entdeckt und über deren Einfluss auf das Wetter spekuliert. Großen Auftrieb erhielt die Erforschung der solarterrestrischen Beziehungen in den 1950er Jahren im internationalen Geophysikalischen Jahr. Das 2007 begonnene internationale Heliophysikalische Jahr bildet den Rahmen für erneute weltweite Anstrengungen der Wissenschaftler, die Prozesse genauer zu erforschen. Raumsonden liefern dazu wertvolle Daten. An der Auswertung und Interpretation sind viele Forscher auch aus Deutschland beteiligt. Einige dieser Wissenschaftler stellen in dem vorliegenden Sonderheft das heutige Wissen vor.
Binnen weniger Generationen gelang es Wissenschaftlern eine Chronologie des Kosmos zu skizzieren, die mehr als 14 Milliarden Jahre umfasst und auch das weitere Schicksal von Sternen und Galaxien offenbart. Zu den Überraschungen des vergangenen Jahrzehnts gehört die Entdeckung der Dunklen Energie, die womöglich auf eine neue, bislang unbekannte Physik hindeutet. Dieses Dossier der Zeitschrift „Spektrum der Wissenschaft“ zeigt den aktuellen Stand der Denkmodelle vom Werden unseres Kosmos.