100 Jahre nach Einsteins Arbeit zur Relativitätstheorie ist der Beweis für die Existenz von Gravitationswellen eine Sensation. Die angesehenen Wissenschaftler Domenico Giulini und Claus Kiefer geben in diesem essential einen kompakten Überblick über dieses Phänomen der theoretischen Physik und über die indirekten und die kürzlich gelungenen direkten Nachweise von Gravitationswellen. Vorhergesagt durch die Allgemeine Relativitätstheorie, entstehen sie in hochenergetischen astrophysikalischen Prozessen und liefern wertvolle Informationen über Supernovae und die Kollision schwarzer Lcher. Ausgehend von der ersten Detektion besitzt die Menschheit mit diesen Erkenntnissen ein neues Fenster ins Universum, dass die Forschung noch lange beschäftigen wird.
Claus Grupen errtert in diesem essential in einem kurzen historischen Abriss die Astroteilchenphysik und beschreibt die neuesten Resultate, ohne ins mathematische Detail zu gehen. Als Einstieg in dieses neue Forschungsgebiet verstanden, gibt er einen Überblick darüber, was sich am Himmel, zwischen den Sternen und zwischen den Galaxien abspielt. Es ist inzwischen schon vieles recht gut verstanden, aber mit jeder gefundenen Lsung tun sich auch neue Fragen auf auf dieses Fragenspektrum mit einigen Antworten geht der Autor ebenfalls ein. Heute ist die Astroteilchenphysik ein aktives, interdisziplinäres Forschungsgebiet, das Astronomie, kosmische Strahlung und Elementarteilchenphysik umfasst und vereinigt.
Das Äquivalenzprinzip ist grundlegend für die Allgemeine Relativitätstheorie und für unser heutiges Verständnis von Raum und Zeit. Außerdem sagen bisherige Ansätze für eine Theorie der Quantengravitation kleinste Verletzungen des Äquivalenzprinzips voraus, so dass dessen Tests auch immer eine Suche nach experimentellen Signaturen einer solchen Quantengravitationstheorie sind. Die Autoren legen in diesem Essential die begrifflichen Grundlagen des Äquivalenzprinzips anschaulich dar, geben einen Überblick über alle mglichen Testverfahren und beschreiben ausführlich den neuesten und besten Test, der auf einem Satelliten im Weltraum stattgefunden hat. Auch Vorschläge für noch bessere Tests werden diskutiert.
Dieses essential konzentriert sich auf die Vermittlung der wichtigsten Grundbegriffe, von der Elektrostatik, den Phänomenen des elektrischen Stromes bis hin zu den Maxwell-Gleichungen und aus ihnen abgeleiteten Erkenntnissen. Begriffe wie Ladung, Coulomb-Kraft, Dipol, elektrisches Feld und Potential, magnetisches Feld, Lorentz-Kraft und die Wechselbeziehungen zwischen elektrischen und magnetischen Feldern wie die Induktion werden dargestellt. Auf die vielen Anwendungen der Elektrodynamik wird hingewiesen.
Die Autoren Claus Grupen und Marcus Niechciol geben in diesem essential einen Ausblick auf die Chancen, der durch Überbevlkerung und Klimaveränderung belasteten Erde zu entkommen. Der Mars als nächstliegender Planet ist ein natürlicher Kandidat für eine Besiedelung durch den Menschen. Aber der Mars ist d und leer, ohne rechte Luft zum Atmen. Dazu kommt eine ungemütlich hohe Strahlenbelastung. All das führt zu großen Herausforderungen für zukünftige Marsbewohner. Oder ist der Mars doch kein so gutes Ziel?
