Latest / Fakten zum Einschlafen – Das Universum / Warum ist der Bumerangnebel kälter als das Weltall? - Die verborgene Dynamik der kältesten Orte im Kosmos | Fakten zum Einschlafen - Das Universum
Transcript
- 0:05Willkommen bei Fakten zum Einschlafen. Das Universum.
- 0:12Kälte erscheint uns meist als einfache Abwesenheit
- 0:16von Wärme. Doch der kälteste natürlich vorkommende
- 0:20Ort im bekannten Universum beweist das Gegenteil,
- 0:23der Bumerangnebel, 5000 Lichtjahre entfernt im
- 0:27Sternbild Zentaur. Ist mit einem Kelvin sogar
- 0:31kälter als der leere Raum und das Nachglühen
- 0:34des Urknalls? Wie ist das möglich? Die Antwort
- 0:38liegt in einer gewaltsamen Ausdehnung. Ein sterbender
- 0:41Stern schleudert seine Atmosphäre mit enormer
- 0:44Geschwindigkeit ins Leere und dabei wandelt sich
- 0:47thermische Energie in kinetische Bewegung um.
- 0:50Der Nebel kühlt sich durch eigene Arbeit ab,
- 0:53anstatt einfach nur Wärme zu verlieren. Die Episode
- 0:57folgt diesem Phänomen bis in die Dunkelheit der
- 0:59Bockglobulen, deren isolierte Kälte der Anfang
- 1:02neuer Sterne ist, und weiter in die Labore der
- 1:06Erde. Dort nähern sich Forschende dem absoluten
- 1:09Nullpunkt an, um Phänomene wie Supraleitung,
- 1:13Suprafluidität und Bose -Einstein -Kondensate
- 1:17zu erzeugen. Unter diesen Bedingungen verliert
- 1:20Materie ihre individuelle Identität und selbst
- 1:24Licht kann fast zum Stillstand gebracht werden.
- 1:26Bei der Arbeit an dieser Episode kehrte ich immer
- 1:29wieder zu einer einfachen Frage zurück, was bedeutet
- 1:33Temperatur im Inneren der Materie? Die Antwort,
- 1:37dass Kälte schlicht verlangsamte Bewegung ist,
- 1:40hat für mich den Blick auf den Nachthimmel verändert.
- 1:43Extreme Kälte ist kein ruhiger Endzustand. sondern
- 1:47ein hochaktiver Prozess. Ich lade Sie ein, diesem
- 1:51faszinierenden Widerspruch in aller Ruhe zu lauschen.
- 1:57Der kälteste Ort im Universum ist nicht der Ort,
- 2:01an dem nichts geschieht. Es ist der Ort, an dem
- 2:05etwas Gewaltsames sehr, sehr schnell geschieht.
- 2:09Es gibt einen Ort im Universum, der kälter ist
- 2:12als der Raum um ihn herum. Kälter als das schwache
- 2:16Nachblühen der Schöpfung selbst. Es lohnt sich,
- 2:21einen Moment dabei zu verweilen, denn es zwingt
- 2:25uns, etwas zu überdenken, das wir zu verstehen
- 2:28glauben. Wir neigen dazu, Kälte als Abwesenheit
- 2:33zu begreifen. Die dunkle Ecke eines Zimmers.
- 2:37Der Schatten, den die Sonne nicht erreicht. Doch
- 2:41der kälteste natürlich vorkommende Ort, den wir
- 2:44kennen, ist nicht dunkel, weil das Licht ihn
- 2:47verlassen hat. Er ist kalt, weil dort etwas Gewaltsames
- 2:52und Aktives geschieht. Ein sterbender Stern schleudert
- 2:56seine eigene Atmosphäre mit 164 Kilometern pro
- 3:00Sekunde ins Leere. Und in dieser verzweifelten
- 3:04Ausdehnung tut das Gas etwas Unerwartetes. Es
- 3:09macht sich selbst kälter als die Leere, in die
- 3:12es sich ausdehnt. Dies ist der Bumaang -Nebel.
- 3:175000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Zintauer.
- 3:22Ein Kelvin. Minus 272 Grad Celsius. Ein Ort,
- 3:29an dem das Konzept der Temperatur selbst beginnt,
- 3:32gegen seine eigene Bedeutung anzukämpfen. Und
- 3:36um zu verstehen, Wie ein solcher Ort existieren
- 3:39kann, müssen wir näher bei uns selbst beginnen.
- 3:42Denken Sie darüber nach, was Kälte tatsächlich
- 3:45bedeutet. Nicht das Gefühl auf Ihrer Haut, sondern
- 3:50was im Inneren der Materie um Sie herum geschieht.
- 3:54Temperatur ist im ehrlichsten physikalischen
- 3:57Sinn schlicht Bewegung. Die Atome und Moleküle,
- 4:02aus denen alles besteht, sind in ständiger Bewegung.
- 4:07Sie schwingen, stoßen zusammen, drängen gegeneinander.
- 4:11Wärme ist schnellere Bewegung. Kälte ist langsamere.
- 4:18Das ist keine Metapher. Das ist der wörtliche
- 4:21Mechanismus. Wenn Sie eine warme Tasse halten,
- 4:25tanzen die Wassermoleküle darin heftiger, als
- 4:28die Moleküle in der Luft um Ihre Hand. Wenn Sie
- 4:31an einem Wintermorgen nach draußen treten, fühlt
- 4:34sich die Luft kalt an. weil dieselben unsichtbaren
- 4:37Teilchen ihren Tanz verlangsamt haben. Es gibt
- 4:41eine theoretische Grenze für diese Verlangsamung.
- 4:45Physiker nennen sie den absoluten Nullpunkt.
- 4:49Null Kelvin. Minus 273 ,15 Grad Celsius. Der
- 4:57Punkt, an dem alle thermische Bewegung im Prinzip
- 5:00vollständig zum Erliegen käme. Es ist keine Temperatur,
- 5:04die erreicht werden kann, nur eine, der man sich
- 5:06annähern kann. Das Universum selbst kühlt seit
- 5:10fast 14 Milliarden Jahren ab und ist dort nicht
- 5:13angekommen. Das bringt uns zur Grundtemperatur
- 5:17des Kosmos. Die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung.
- 5:22Das schwache Flüstern von Licht, das jeden Winkel
- 5:26des Raums erfüllt. Übrig geblieben. aus den ersten
- 5:30Momenten des Universums, als alles unvorstellbar
- 5:34heiß und dicht war. Als das Universum expandierte,
- 5:39dehnte sich dieses Licht, kühlte ab, wurde schwächer.
- 5:43Heute entspricht es einer Temperatur von 2 ,7
- 5:47Kelvin. Knapp unter minus 270 Grad Celsius. Dies
- 5:55ist der universelle Boden. Die Temperatur des
- 5:59leeren Raums selbst. Überall im Kosmos besteht
- 6:03diese schwache Wärme fort. Sie ist das Echo des
- 6:07Anfangs. Und sie bedeutet, dass selbst die Leere
- 6:11zwischen den Galaxien im absoluten Sinn niemals
- 6:15wirklich kalt ist. Sie ist immer mindestens so
- 6:19warm. Das ist es, was den Bumaang -Nebel so seltsam
- 6:23macht. Er befindet sich nicht in einer besonderen
- 6:26Region des Raums, in der die Hintergrundstrahlung
- 6:29irgendwie aufgehoben wäre. Er sitzt im selben
- 6:33Universum wie alles andere, gebadet in dasselbe,
- 6:36glühend von 2 ,7 Kelvin. Und dennoch beträgt
- 6:42seine eigene Temperatur nur ein Kelvin. Kälter
- 6:46als der Raum um ihn herum. Kälter als das Nachglühen
- 6:50des Urknalls, das die Leere durchdringt. Eine
- 6:55lokale Ausnahme von einer universellen Rede.
- 6:58Um zu verstehen, wie das möglich ist, betrachten
- 7:02wir eine vertrautere Erfahrung. Eine Sprühdose
- 7:05mit Farbe oder Deodorant. Wenn Sie sie in der
- 7:09Hand halten und den Knopf drücken, spüren Sie,
- 7:12wie die Dose kalt wird. Das liegt nicht daran,
- 7:16dass Wärme aus der Dose in eine kältere Umgebung
- 7:19abfließt. Die Luft um Sie herum ist wärmer, als
- 7:22die Dose wird. Die Kälte wird durch die Ausdehnung
- 7:26selbst erzeugt. Das komprimierte Gas im Inneren
- 7:31steht unter hohem Druck. Wenn es durch die enge
- 7:34Düse entweicht, dehnt es sich rasch in den niedrigeren
- 7:38Druck der umgebenden Luft aus. Bei dieser Ausdehnungsarbeit
- 7:43verliert das Gas innere Energie. Seine Moleküle
- 7:48werden langsamer. Die Temperatur sinkt. Das ist
- 7:52adiabatische Expansion. Und sie ist einer der
- 7:56grundlegenden Mechanismen, mit denen die Naturkälte
- 7:59aktiv erzeugt, nicht bloß Wärme entweichen lässt.
- 8:04Stellen Sie sich nun diesen Prozess in einem
- 8:06Maßstab vor, der jedes Vorstellungsvermögen überskeigt.
- 8:10Der Stern im Zentrum des Bumerangnebels hat das
- 8:14Ende seines Lebens erreicht. Er explodiert nicht
- 8:18in einer Supernova. Vielmehr durchleuchte einen
- 8:21langsameren, langwierigeren Tod und stößt seine
- 8:24äußeren Schichten in einem Sternwind von außerordentlicher
- 8:28Geschwindigkeit ab. 164 Kilometer pro Sekunde.
- 8:34Fast 600 .000 Kilometer pro Stunde. Stellen Sie
- 8:39sich ein einzelnes Gasatom vor. Einst Umdrängt
- 8:44von Milliarden Nachbarn in der dichten Atmosphäre
- 8:46dieses sterbenden Sterns, plötzlich feigesetzt.
- 8:50Die Gashülle blüht nach außen auf. Und dieses
- 8:55Atom findet sich mit leerem Raum wieder, der
- 8:59sich überall um es herum ausdehnt. Kein Gedränge
- 9:03mehr, keine Zusammenstöße mehr, die Energie übertragen.
- 9:08Seine hektische Vibration, seine thermische Bewegung.
- 9:12wird in etwas völlig anderes umgewandelt. Eine
- 9:16lange, einsame Bahn durch die Leere. Das Atom
- 9:20bewegt sich immer noch. Aber diese Bewegung ist
- 9:23nun gerichtet, ausdehnend, nicht länger der zufällige
- 9:27Tanz, den wir Wärme nennen. Die thermische Energie
- 9:31ist zur kinetischen Energie einer gewichteten
- 9:33Gesamtbewegung geworden. Und was in einem gegebenen
- 9:38Volumen zurückbleibt, ist kälter als das umgebende
- 9:41Strahlungsfeld. Das ist wichtig zu betonen, denn
- 9:45es widerspricht unserer intuitiven Physik. Wir
- 9:49denken an kalte Orte als vernachlässigte Orte,
- 9:52von der Energie vergessen, im Schatten gelassen.
- 9:55Doch der Bumerannebel ist einer der energetisch
- 9:58aktivsten kalten Orte, die man sich vorstellen
- 10:01kann. Er ist kalt, weil er gewaltsam ist. Kalt,
- 10:07weil er dynamisch ist. Die Temperatur ist keine
- 10:11passive Eigenschaft seiner Umgebung, sondern
- 10:14ein aktives Produkt seiner eigenen Geschichte.
- 10:17Der sterbende Stern betreibt im Grunde einen
- 10:20Kühlkreislauf im Maßstab von Lichtjahren. Im
- 10:24Beiß. Er erzeugt eine Tasche tiefer Kälte in
- 10:28einem Universum, das im Vergleich dazu ansonsten
- 10:31gleichmäßig mild ist. Der Nebel wurde erstmals
- 10:341980 von den Astronomen Keith Taylor und Mike
- 10:38Skerritt identifiziert, die in Australien arbeiteten.
- 10:42Sein Name stammt von frühen Beobachtungen, die
- 10:46auf eine Bogen - oder Bumerangartige Form hindeuteten.
- 10:50Doch spätere Aufnahmen des Hubble -Welthorn -Teleskops
- 10:53zeigten etwas Komplexeres und Schöneres. Eine
- 10:57Sandohrstruktur, Zwei sich ausdehnende Gaslappen,
- 11:01symmetrisch und filigran, stellen sie sich zwei
- 11:06geisterhafte Kegel aus schwach leuchtendem Material
- 11:09vor, die sich in entgegengesetzte Richtungen
- 11:12von einem verborgenen Zentralstern ausdehnen.
- 11:16Ihre Ränder fangen Licht in einem blassen, blau
- 11:20-weißen Saum, während ihr Inneres in eine tiefere,
- 11:24dunklere Kälte absinkt. Die Form erinnert an
- 11:28einen kosmischen Schmetterling, Flügel ausgebreitet
- 11:31gegen das Schwarz, obwohl kein Lebewesen die
- 11:34Physik überleben könnte, die ihn erschaffen hat.
- 11:38Beobachtungen mit dem Atacama Large Millimeter
- 11:40Array in Chile, abgeschlossen 2013, zeigten,
- 11:44dass der Nebel sich noch weiter erstreckt als
- 11:46ursprünglich verstanden. Sein kaltes Gas reicht
- 11:50auf Weisen in den Raum hinaus, die frühere Instrumente
- 11:53nicht erkennen konnten. Was wie ein einfacher
- 11:57Bogen schien, ist in Wahrheit eine kunstvolle,
- 12:01ausgedehnte Architektur aus expandierendem Material.
- 12:05Alles davon kälter als der kosmische Hintergrund.
- 12:09Alles davon glüht sich aktiv selbst ab, während
- 12:13es wächst. Doch die Kälte des Bumerannebels ist
- 12:17eine Kälte der Gewalt. Es gibt eine andere Art
- 12:21extremer Kälte im Universum. Eine, die nicht
- 12:25von verwichteter Arbeit kommt, sondern von vollkommener,
- 12:28ungebrochener Stille. Die Bockglobulen, dichte,
- 12:33dunkle Wolken aus Gas und Staub, verkörpern diese
- 12:37andere Qualität von Kälte. Es sind Regionen,
- 12:41die so kompakt sind, so gründlich durch ihre
- 12:44eigene Undurchlässigkeit abgeschirmt, dass äußere
- 12:47Strahlung nicht eindringen kann. Sie erscheinen
- 12:51als schwarze Silhouetten vor helleren Nebeln
- 12:54dahinter. Barnard 68, vielleicht das berühmteste
- 12:58Beispiel, liegt 400 bis 500 Lichtjahre entfernt
- 13:02im Sternbildschlangenträger. Ein halbes Lichtjahr
- 13:06groß enthält er ungefähr die doppelte Masse unserer
- 13:09Sonne an Gas und Staub, komprimiert in ein relativ
- 13:13kleines Volumen. Im Inneren reichen die Temperaturen
- 13:17von 7 bis 10 Kelvin. Nicht so kalt wie der Buhmagennebel,
- 13:22aber kalt in einer anderen Qualität. Hier gibt
- 13:26es keine gewaltsame Expansion, keinen Sternwind.
- 13:31Stattdessen gibt es stille Isolation, Schutz
- 13:34vor dem energetischen Universum draußen. Die
- 13:38Moleküle im Inneren bewegen sich langsam, fast
- 13:41ungestört, in der Dunkelheit hängend. Und doch
- 13:45ist diese Stille vorübergehend. Barnard 68 ist
- 13:50nicht stabil. Die Schmähkraft gewinnt langsam
- 13:53ihren ewigen Wettstreit mit dem Druck. Das Name
- 13:57wich ihr. Innerhalb der nächsten 100 .000 Jahre,
- 14:02vielleicht früher, wird dieser dunkle, gefrorene
- 14:05Klumpen unter seinem eigenen Gewicht kollabieren.
- 14:08Die Kompression wird den Kern erhitzen. Kernfusion
- 14:13wird zünden. Ein neuer Stern wird aus dieser
- 14:17absoluten Dunkelheit geboren werden, aus dieser
- 14:20nahezu bewegungslosen Kälte. Die Kälte ist hier
- 14:24kein Endzustand, sondern eine Vorbereitung. Eine
- 14:27Pause vor der Verwandlung. Die tiefste Stille
- 14:31enthält den Keim des hellsten Lichts. Dieses
- 14:35Muster wiederholt sich im gesamten Kosmos. Die
- 14:39Molekülwolken, in denen Sterne entstehen, gewaltige
- 14:42Ansammlungen von Gas und Staub, enthalten Regionen
- 14:46ähnlicher geschützter Kälte. Im Orionnebel, 1300
- 14:51Lichtjahre entfernt, 24 Lichtjahre im Durchmesser,
- 14:55zünden selbst jetzt neue Sterne. Doch in den
- 15:00dichten, dunklen Kernen dieser großen Wolke,
- 15:02wo kein Sternenlicht eindringt und das Gas dick
- 15:06genug ist, Um äußere Strahlung abzublocken, sinken
- 15:10die Temperaturen auf 7 oder 10 Kelvin. Materie
- 15:14wartet in gefrorener Suspension, bis die Schwerkraft
- 15:17sie sammelt, komprimiert, erhitzt und den Kreislauf
- 15:20von Neuem beginnen lässt. Die Kälte ist schöpferisch.
- 15:25Die Stille ist trächtig. Wir könnten hier innehalten
- 15:29und bedenken, was es bedeutet, dass das Universum
- 15:32diese Extreme enthält, nicht als Anomalien, sondern
- 15:37als notwendige Phasen im Kreislauf der Materie.
- 15:40Die heißesten Orte, die Kerne der Sterne, schmieden
- 15:45die Elemente, die komplexe Chemie möglich machen.
- 15:47Die kältesten Orte, diese dunklen Wolken und
- 15:51expandierenden Nebel, liefern die Bedingungen,
- 15:54damit neue Konzentrationen von Materie sich bilden,
- 15:57kollabieren und von Neuem beginnen können. Das
- 16:01Universum läuft nicht einfach in einer einzigen
- 16:04Richtung von heiß zu kalt. Es oszilliert, verwandelt
- 16:09sich, hält Gegensätze in Abfolge. Doch die natürliche
- 16:14Kälte des Kosmos, so extrem sie ist, wurde übertroffen
- 16:19von dem, was Menschen in Laboren auf der Erde
- 16:21zu erzweigen gelernt haben. Das ist eine andere
- 16:25Art von Geschichte. Nicht die eines kosmischen
- 16:28Zufalls, sondern die einer bewussten Annäherung
- 16:31an eine unerreichbare Glänze. Im Jahr 2021 kühlten
- 16:36Forschende an der Universität Bremen Rubidiumatome
- 16:40auf weniger als 38 Picoukelvin. 38 Billionen
- 16:46Stähle Kelvin. Eine Temperatur, die dem absoluten
- 16:50Nullpunkt so nahe ist, dass der Unterschied in
- 16:53Alltagsbegriffen fast bedeutungslos wird. Und
- 16:57dennoch bleibt er enorm in der Physik dessen,
- 16:59was dort geschieht. Die Techniken, die dafür
- 17:03nötig sind, sind außergewöhnlich in ihrer Präzision
- 17:06und Feinheit. Laserkühlung nutzt den Impuls des
- 17:11Lichts selbst, um Atome zu verlangsamen. Photonen
- 17:16tragen Impuls, obwohl sie keine Masse haben.
- 17:21Und wenn sie auf ein Atom treffen, und absorbiert
- 17:24werden, überträgt sich dieser Impuls. Sorgfältig
- 17:29abgestimmte Laser können atomare Bewegung verlangsamen,
- 17:33ein Photon nach dem anderen, wie eine Person,
- 17:36die in einen Gegenwind geht, der mit jedem Schritt
- 17:39stärker wird. Magnetfallen halten diese verlangsamten
- 17:44Atome dann fest. Sie isolieren sie von jeder
- 17:47thermischen Störung und erlauben ihnen, sich
- 17:50in Bewegungszuständen niederzulassen, die so
- 17:52minimal sind, dass sie sich dem quantenmechanischen
- 17:55Grundzustand annähern. Bei diesen Temperaturen
- 17:59verhält sich Materie auf Weisen, die unserer
- 18:02gewöhnlichen Erfahrung zu widersprechen scheinen.
- 18:05Denken Sie an einen kleinen Permanentmagneten,
- 18:08die Art, die ein Foto an einer Kühlschranktür
- 18:11hält. Bringen Sie ihn in die Nähe eines bestimmten
- 18:15Materials, das auf extreme Kälte heruntergekühlt
- 18:18wurde und etwas Bemerkenswertes geschieht. Der
- 18:22Magnet hebt ab. Er schwebt. In der Luft gehalten
- 18:27von unsichtbaren Kräften, schwebelos über einer
- 18:31kalten, dunklen Scheibe. Das ist der Meissner
- 18:37-Ochsenfeld -Effekt, entdeckt 1933. Und er ist
- 18:42die physikalische Grundlage für Magnetschwebebahnen
- 18:45und für die starken Magneten, die in der Magnetresonanzdomographie
- 18:49in Krankenhäusern weltweit verwendet werden.
- 18:52Die tiefste Kälte in Laboren erreicht, findet
- 18:55durch diese Anwendungen ihren Weg zurück in den
- 18:58menschlichen Alltag. Die Physik des Absoluten
- 19:01wird zur Technologie des Praktischen. Was geschieht
- 19:05hier? Das supraleitende Material einmal unter
- 19:09eine kritische Temperatur gekühlt, schließt Magnetfelder
- 19:14aktiv aus seinem Inneren aus. Die Elektronen
- 19:18darin, die sich normalerweise einzeln bewegen
- 19:21und an Verunreinigungen und Schwingungen streuen,
- 19:23paaren sich stattdessen und bewegen sich als
- 19:27koordiniertes Kollektiv. Der Widerstand wird
- 19:31nicht einfach klein. Er wird exakt null. Das
- 19:36ist nicht bloß effiziente Leitung. Es ist ein
- 19:39Phasenübergang, eine grundlegende Veränderung
- 19:42darin, wie Elektronen sich innerhalb des Materials
- 19:46organisieren. Der schwedende Magnet ist die sichtbare
- 19:50Signatur dieser unsichtbaren Neuordnung. Der
- 19:54Zaubertrick, der den Appetit auf Verständnis
- 19:57weckt. Andere Substanzen werden zu Supraflüssigkeiten.
- 20:02Flüssiges Helium unter 2 ,17 Kelvin gekühlt.
- 20:06beginnt ohne jede innere Reibung zu fließen.
- 20:09Es klettert die Wände seines Behälters hinauf,
- 20:13trotz der Schwerkraft in einem langsamen, beharrlichen
- 20:16Kriechen. Es leitet Wärme so perfekt, dass Temperaturunterschiede
- 20:22in seinem Inneren nicht aufrechterhalten werden
- 20:24können. Diese Eigenschaften entstehen, weil bei
- 20:28extremer Kälte die quantenmechanische Natur der
- 20:31Teilchen dominant wird. Die Atome verlieren ihre
- 20:35individuellen Identitäten und verhalten sich
- 20:38wie ein einziges, kohärentes Quantenobjekt. Eine
- 20:42Welle aus Materie, die sich über die gesamte
- 20:45Probe erstreckt. Es gibt ein weiteres Phänomen,
- 20:49das auf unerwartete Weise mit unseren kosmischen,
- 20:53kalten Orten verbunden ist. Einstein sagte in
- 20:57den 1920er Jahren einen Materiezustand voraus.
- 21:01der nur bei diesen Extremen existieren würde.
- 21:04Das Bose -Einstein -Kondensat. In diesem Zustand
- 21:09kollabieren Teilchen, die Bosonen genannt werden
- 21:12und ganzzahlige Spinnwerte haben, in einen einzigen
- 21:16Quantenzustand. Sie verschmelzen konzeptionell
- 21:20zu einem Superatom. Einer einzigen kohärenten
- 21:25Wellenfunktion, die die gesamte Ansammlung beschreibt.
- 21:29Das ist nicht fest. Nicht flüssig, nicht gasförmig,
- 21:34nicht Plasma. Es ist ein fünfter Aggregatzustand,
- 21:39der nur innerhalb von Milliardstel Kelvin über
- 21:42dem absoluten Nullpunkt existiert. Er wurde schließlich
- 21:461955 erzeugt. Das brachte Cornell, Wiemann und
- 21:52Ketterle 2001 den Nobelpreis für Physik ein.
- 21:56Die Eigenschaften dieses Kondensats stellen unsere
- 21:59Kategorien in Frage. Licht, das es durchquert,
- 22:04kann dramatisch verlangsamt werden. 1999 reduzierten
- 22:10die Physikerin Lena Hau und ihr Team Licht von
- 22:13seiner normalen Geschwindigkeit von fast 300
- 22:16.000 Kilometern pro Sekunde auf nur 17 Meter
- 22:20pro Sekunde, indem sie es durch Herrn Bose -Einstein
- 22:23-Kondensat schickten. Spätere Arbeiten stoppten
- 22:27Licht vollständig. hielten es im Medium eingefroren
- 22:30und ließen es dann weiterlaufen. Licht, das wir
- 22:35für das Schnellste im Universum halten, kann
- 22:37in der kältesten Materie, die wir erstellen können,
- 22:40zum Stillstand gebracht werden. Es liegt etwas
- 22:44fast Poetisches in diesem Zusammenlaufen der
- 22:47Extreme. Wir könnten fragen, was unter diesen
- 22:51Bedingungen mit der Veränderung selbst geschieht.
- 22:55In einem Bose -Einstein -Kondensat werden die
- 22:57Prozesse, die den Lauf der Zeit markieren, so
- 23:01langsam, dass das System in einem einzigen Moment
- 23:03eingefroren scheint. Es ist nicht so, dass die
- 23:07Zeit hier anders wäre. Keine Zeitdilatation im
- 23:11relativistischen Sinn, keine wörtliche Verlangsamung
- 23:15von Uhren, aber die Schwingungen, Reaktionen,
- 23:19Zusammenstöße, die Veränderung ausmachen, sind
- 23:22nahezu zum Erliegen gekommen. Wenn Bewegung aufhört,
- 23:26wenn Quantenzustände in Kohärenz erstarren, wird
- 23:30die zeitliche Dimension der Veränderung gedehnt,
- 23:32abgeschwächt, fast unmerklich. Die kältesten
- 23:37Orte sind in gewissem Sinn auch die langsamsten
- 23:39Orte. Nicht, weil die Zeit selbst dort anders
- 23:43wäre, sondern weil die Prozesse, mit denen wir
- 23:45den Lauf der Zeit messen, selbst fast angehalten
- 23:49haben. Wir begannen mit dem Bumerangnebel. Ein
- 23:53Kelvin. Kälter als der kosmische Hintergrund.
- 23:56Wir sind durch die geschützte Dunkelheit der
- 23:59Bockglobulen gegangen, durch die schöpferische
- 24:02Kälte der Molekülwolken und in die Laborschöpfungen,
- 24:06die sich dem absoluten Nullpunkt selbst annähern.
- 24:09Jede davon repräsentiert eine andere Art von
- 24:13Kälte. Die aktive Kälte gewaltsamer Expansionen.
- 24:18Die passive Kälte abgeschirmter Isolation. Die
- 24:23konstruierte Kälte menschlicher Präzision. Und
- 24:27doch sind sie durch einen gemeinsamen Faden verbunden.
- 24:31Kälte ist niemals bloß Abwesenheit. Sie ist immer
- 24:36ein Zustand mit eigener Physik, eigenen Verhaltensweisen,
- 24:39eigenen Konsequenzen. Das Universum, das wir
- 24:43bewohnen, ist nach kosmischen Maßstäben warm.
- 24:47Die Erde, die Sonne. Die Chemie des Lebens existieren
- 24:52alle fern von diesen Extremen. Doch die Extreme
- 24:55sind nicht irrelevant für uns. Sie sind die Grenzen,
- 24:59innerhalb derer unsere Existenz möglich ist.
- 25:03Die Elemente, die in Sternkernen geschmiedet
- 25:06wurden, die Kreisläufe von Sternentstehung und
- 25:09Sterntod, die Quantenverhalten, die Technologie
- 25:13möglich machen, all das verbindet sich mit diesen
- 25:15kalten Orten auf Fleißen. die wir gerade erst
- 25:19zu verfolgen beginnen. Der Buma -Nebel wird nicht
- 25:22für immer kalt bleiben. Seine Expansion wird
- 25:25weitergehen, das Gas wird sich zerstreuen und
- 25:29schließlich wird er sich in Richtung der kosmischen
- 25:31Grundlinie erwärmen, während die Hintergrundstrahlung
- 25:34ihren eigenen langsamen Niedergang fortsetzt.
- 25:37Die Kälte, die er erzeugte, war vorübergehend.
- 25:42Eine Phase im Tod eines Sterns, die einen weißen
- 25:45Zwerg zurücklassen wird. Eine abkühlende Glut
- 25:49und eine sich allmählich auflösende Hülle aus
- 25:52dem, was einst eine Atmosphäre war. Die Kälte
- 25:56der Bockglobulen ist ebenfalls vorübergehend.
- 26:00Eine Pause, bevor der Gravitationskollaps neues
- 26:04Feuer entzündet. Selbst die Laborkälte wird nur
- 26:08durch ständige Anstrengung aufrechterhalten,
- 26:10durch die fortwährende Anwendung von Technik
- 26:13gegen die natürliche Tendenz der Dinge, sich
- 26:16in Richtung Gleichgewicht zu erwärmen. Diese
- 26:19Vergänglichkeit ist vielleicht die tiefste Beobachtung.
- 26:23Wir neigen dazu, Kälte als dauerhaft zu betrachten,
- 26:26als den Zustand, in den die Dinge sich setzen,
- 26:29wenn die Energie geht. Doch die kältesten Orte,
- 26:33die wir kennen, sind alle vorübergehend, alle
- 26:36dynamisch, alle durch aktive Prozesse gegen den
- 26:39Zug der Zeit aufrechterhalten. Das Universum
- 26:43hat keinen endgültigen kalten Zustand. Es hat
- 26:47kalte Phasen, kalte Regionen, kalte Momente in
- 26:50Kreisläufen, die weitergehen. Der Wärmetod des
- 26:54Universums, falls er kommt, ist Billionen von
- 26:58Jahren entfernt. Und selbst dann ist die Beschreibung
- 27:02möglicherweise nicht zutreffend. Wir kennen das
- 27:05Ende nicht. Wir kennen nur die Phasen, die wir
- 27:09beobachten können. Was bei uns bleibt, wenn wir
- 27:13diesem Weg sorgfältig gefolgt sind, ist ein verändertes
- 27:16Verständnis davon, was Kälte bedeutet. Nicht
- 27:20Abwesenheit. Nicht Leerem. Nicht das Ausbleiben
- 27:25von Energie. sondern ein aktiver Zustand, erzeugt
- 27:30durch spezifische physikalische Prozesse mit
- 27:32eigenen Verhaltensweisen und eigener Rolle im
- 27:35größeren Muster. Der Bumaang -Mebel ist kalt,
- 27:39weil er Arbeit verrichtet. Das Laborkondensat
- 27:43ist kalt, weil wir gelernt haben, Energie mit
- 27:46außerordentlicher Präzision zu entfernen. Die
- 27:49dunklen Wolken sind kalt, weil sie sich selbst
- 27:52vom energetischen Universum abgeschirmt haben.
- 27:56Jede Kälte hat ihre Geschichte. Jede Geschichte
- 27:59verbindet sich mit anderem. Wir sind warme Geschöpfe,
- 28:04lebend auf einem warmen Planeten, einen warmen
- 28:07Stern umkreisend, in einem Universum, das überwiegend
- 28:11mild und überwiegend leer ist. Aber wir sind
- 28:14umgeben von diesen kalten Orten, diesen extremen,
- 28:18verlangsamter Bewegung und eingefrorenen Lichts.
- 28:23Sie sind Teil desselben Kosmos, der uns gemacht
- 28:26hat. Teil derselben Kreisläufe, die um uns herum
- 28:30weitergehen. Sie zu verstehen bedeutet, tiefer
- 28:35zu verstehen, was Temperatur bedeutet, was Bewegung
- 28:38bedeutet, was es bedeutet, dass Materie in verschiedenen
- 28:42Zuständen existiert über Bereiche hinweg, die
- 28:45unsere direkte Erfahrung in den Schatten stellen.
- 28:48Und jetzt, in der Stille dieses Moments, bemerken
- 28:51Sie vielleicht etwas. Die Luft im Raum um sie
- 28:54herum, wenn sie still ist, trägt eine schwache
- 28:57Kühle auf ihrer Haut. Ihr eigener Atem ist langsamer
- 29:01geworden, vielleicht seit sie zugehört haben.
- 29:05Die Stille, die sie in diesem kleinen Raum erzeugen,
- 29:08diese vorübergehende Pause in der Aktivität ihres
- 29:12Tages, ist ihrer Art nach nicht so verschieden
- 29:15von der Stille von Barnard 68. Beide sind Pausen.
- 29:22Beide sind auf ihre Weise schöpferisch. Die dunkle
- 29:26Wolke wartet darauf, ein Stern zu werden. Sie
- 29:29warten darauf, ausgeruht zu werden, erneuert,
- 29:33bereit für das, was folgt. Der Maßstab ist unvorstellbar
- 29:38verschieden. Die Physik ist verwandt. Verlangsamte
- 29:43Bewegung, reduzierte Zusammenstöße, ein vorübergehender
- 29:48Rückzug von den energetischen Anforderungen des
- 29:50Wachseins. Die kalten Orte, die wir besucht haben,
- 29:54sind uns nicht fremd. Sie sind fettern, fern
- 29:58und extrem von etwas, das wir in unseren eigenen
- 30:01Körpern kennen. Der Nachthimmel, wenn Sie ihn
- 30:05von Ihrem Standort aus sehen können, enthält
- 30:07kein sichtbares Zeichen des Bumaang -Nebels.
- 30:11Er ist zu schwach, zu fern, zu kalt, um in Wellenlängen
- 30:15zu leuchten, die unsere Augen wahrnehmen können.
- 30:19Aber er ist da. 5000 Lichtjahre entfernt, immer
- 30:23noch expandierend, immer noch sich selbst unter
- 30:26die Temperatur des Raums selbst kühlend. Eine
- 30:30kleine Verletzung dessen, was wir für eine universelle
- 30:34Regel hielten. Eine Erinnerung daran, dass das
- 30:37Universum seine Fähigkeit bewahrt, uns zu überraschen,
- 30:40unsere Annahmen umzustoßen, uns zu zeigen, dass
- 30:44selbst etwas so scheinbar Einfaches wie Kälte
- 30:47Tiefen enthält, die wir uns nicht vorgestellt
- 30:49hatten. Blickieren wir nun dorthin zurück, wo
- 30:53wir begannen. Zur vertrauten Wärme unserer eigenen
- 30:57Umgebung. Zur Bewegung der Atome in der Luft,
- 31:01in unseren Körpern, in allem, was wir berühren.
- 31:05Diese Wärme ist nicht das Gegenteil der kalten
- 31:08Orte, die wir besucht haben. Sie ist Teil desselben
- 31:12Spektrums, derselben Physik, desselben Universums.
- 31:17Die Kälte des Wumaang -Nebels und die Wärme einer
- 31:20menschlichen Hand sind verschiedene Punkte auf
- 31:23einer kontinuierlichen Skala von Bewegung, Energie,
- 31:26Temperatur. Das eine zu verstehen hilft uns,
- 31:31das andere klarer zu verstehen. Das Universum
- 31:35enthält Vielheiten. Heiß und kalt, Licht und
- 31:39Dunkelheit, Bewegung und Stille. Der kälteste
- 31:43natürlich vorkommende Ort, den wir kennen, ist
- 31:46keine Leere, sondern ein Ereignis, keine Abwesenheit,
- 31:50sondern ein Prozess. Das ist es, was der Bumaang
- 31:55-Nebel lehrt, was die Laborkondensate bestätigen,
- 31:58was die dunklen Wolken verkörpern, die darauf
- 32:01warten, Sterne zu werden. Kälte ist eine Art
- 32:05von Aktivität, eine Art von Geschichte. Eine
- 32:10Phase in der endlosen Verwandlung von Materie
- 32:13und Energie, die alles ausmacht, was ist. Wir
- 32:18sind Teil dieser Geschichte, warm und vorübergehend,
- 32:21beobachtend aus unserem eigenen kleinen Abschnitt
- 32:25auf der Temperaturskala. Die kalten Orte werden
- 32:29ihre langsamen Prozesse lange fortsetzen, nachdem
- 32:32wir fort sind. Neue Sterne werden aus dunklen
- 32:35Wolken entstehen. Neue Nebel werden expandieren
- 32:39und sich selbst unter den Hintergrund abkühlen.
- 32:42Vielleicht werden andere Intelligenzen lernen,
- 32:45sich dem absoluten Nullpunkt in ihren eigenen
- 32:48Laboren zu nähern. Sie werden dieselben Quantenverhalten
- 32:52entdecken. Sie werden dieselben Fragen stellen,
- 32:56was es bedeutet, dass Materie ihre individuelle
- 32:59Identität verliert und etwas anderes wird. Die
- 33:03Physik ist universell. Überall auf diejenigen,
- 33:09die kommen, um sie zu suchen. Schlafen sie gut
- 33:12in dem Wissen, dass es in der Weite um uns herum
- 33:15Orte gibt, an denen Atome sich so langsam bewegen,
- 33:19dass sie fast aufhören, Individuen zu sein. Wo
- 33:23Licht selbst angehalten und festgehalten werden
- 33:26kann. Wo sterbende Sterne Kälte erzeugen, die
- 33:31tiefer ist als der Raum, den sie bewohnen. Diese
- 33:36Orte sind nicht leer. Sie sind voller Physik,
- 33:39voller Prozess, voller derselben Neugier, die
- 33:42sie hierher gebracht hat, um zuzuhören. Das Universum
- 33:46endet nicht an den Rändern unserer Wärme. Es
- 33:50setzt sich fort. In alle Richtungen, in Zustände,
- 33:54die wir uns kaum vorstellen können. Und in dieser
- 33:58Fortsetzung bleibt es verständlich, verbunden,
- 34:01still darauf wartend, verstanden zu werden.