Die Aufgabe, ein Ziel auf dem optimalen Weg sicher und exakt zu erreichen, nahm die Menschheit seit jeher als besondere Herausforderung an. Im Laufe der Geschichte wurde alles Denkbare auf seine Verwendbarkeit als Orientierungshilfe untersucht, und so manche Erfindung war in der Tat bahnbrechend.
Eine Supernova ist ein schnell eintretendes, helles Aufleuchten eines Sterns der gerade explodiert, der Stern wird dabei vernichtet. Die Leuchtkraft des Sterns hat bis zu eine Milliarde mehr Energie als die Sonne, die Supernova wird für kurze Zeit so hell wie eine ganze Galaxie. Eine Supernova leuchtet umso heller, je mehr Nickel sie enthält.
Als Urknall bezeichnet man keine Explosion in einem bestehenden Raum, sondern die gemeinsame Entstehung von Materie, Raum und Zeit aus einer Anfangssingularität – einem unendlich kleinem Punkt. Durch den Urknall vor 13, 7 Milliarden Jahren entstand das Universum. Hinweise für den Urknall gibt es heute zwei: Die kosmische Hintergrundstrahlung und die beobachtbare Expansion des Universums.
Als Schwarzes Loch bezeichnet man ein astronomisches Objekt, das aufgrund seines starken Gravitationsfeldes die Raumzeit so stark krümmt, dass weder Materie noch Licht oder Information aus dieser Region nach außen gelangen können. Die Grenze dieses Bereiches heißt Ereignishorizont. Auch im Zentrum der Milchstraße wird ein Schwarzes Loch vermutet. Wir fallen nicht hinein, da wir uns um dieses Zentrum herumbewegen.
Ein Gedankenexperiment ist ein gedankliches Hilfsmittel, um bestimmte Theorien zu untermauern, zu widerlegen, zu veranschaulichen oder weiter zu denken. Die Physiker verwenden Gedankenexperimente gerne, um Ideen ihrer Theorien aufzustellen und sie auch zu überprüfen, ohne gleich zum wirklichen Experiment zu greifen. Oft ist ein wirkliches Experiment auch gar nicht möglich.
Ein Paradoxon ist eine wohlbegründete Behauptung, die mit der gängigen Vorstellung und Meinung nicht übereinstimmt. In der Physik gibt es viele Paradoxa, die zum Teil wirklich verblüffend sind, weil sie zu bisherigen Erfahrungen des Alltags in Widerspruch stehen.
Physiker sind Naturwissenschaftler, die nach den Kriterien der Wissenschaftlichkeit arbeiten, wie sie von René Descartes formuliert wurden.
Ein Perpetuum Mobile ist eine Maschine, die in der Lage ist sich selbst am Laufen zu halten. Das bedeutet, die Maschine muss funktionieren ohne Energie zu verlieren oder zugeführt zu bekommen. Zur Überprüfung werden hier die Energieerhaltungssätze verwendet. Ein echtes Perpetuum Mobile gibt es derzeit nicht. Dennoch gibt es immer wieder Wettbewerbe um ein solches hervorzubringen.
Wind entsteht, wenn irgendwo mehr Luft ist, als an einer Stelle daneben. Genauso wie Sand von einem Sandberg in ein Loch daneben fließt, weht Wind. Gewitter gibt es, wenn in einer Wolke Ladungsunterschiede sind, oder Ladungsunterschiede zwischen einer Wolke und der Erde bestehen. Der Ausgleich passiert durch fließende Ladungen, so viel und stark, dass Leuchterscheinungen damit verbunden sind. Donner entsteht dabei, weil Luft schlagartig ausgedehnt wird, was sich als Knall bemerkbar macht.
Ja, man kann man das Wetter vorhersagen: für die nächste Minute, die nächste Stunde, vielleicht auch für den kommenden Tag. Die derzeitigen Wettervorhersagen werden bis zu 6 Tage im Voraus gemacht. Je weiter man sich aber von der Gegenwart in die Zukunft vorwagt, desto mehr Rechenleistung, Messwerte, Aufwand und vor allem Unsicherheit ist mit der Wettervorhersage verbunden. Es können nur noch Wahrscheinlichkeiten angegeben werden. Großes Problem bei der Wettervorhersage ist neben den durchaus vorhandenen großen Trends die Kleinräumigkeit des Wetters.
Wenn ein Computer etwas berechnet, arbeitet er logisch – mit Verknüpfungen von 0 und 1, mit präzisen Abläufen, Gleichungen und Algorithmen. Für viele Alltagsaufgaben ist es aber unmöglich, genaue Gleichungen zur Lösung anzugeben, der Computer wäre überfordert.
Die Chaosforschung ist ein Teilgebiet der Mathematik und Physik und befasst sich mit Systemen, deren zeitliches Verhalten empfindlich von den Anfangsbedingungen abhängen kann. Ihr Verhalten kann nicht langfristig vorhergesagt werden.
Man spricht von Zufall, wenn ein Ereignis nicht vorhersagbar ist, wenn es nicht deterministisch ist. Naturwissenschaft wurde ursprünglich betrieben, um den Zufall zurückzudrängen. Heute weiß man aber, dass der Zufall unverzichtbarer und prinzipieller Teil der Natur ist.
Protonen im Atomkern haben eine besondere Eigenschaft: den Spin, den man als eine Art Eigendrehung verstehen kann. Dieser Spin bewirkt, dass Protonen wie kleine Magnete wirken – Elementarmagneten. Dies ist für die Funktionsweise eines Kernspintomographen bedeutsam.
Unter Radioaktivität oder radioaktivem Zerfall oder Kernzerfall versteht man die Eigenschaft instabiler Atomkerne, sich spontan unter Energieabgabe umzuwandeln. Die freiwerdende Energie wird in Form ionisierender Strahlung, nämlich energiereicher Teilchen und/oder Gammastrahlung, abgegeben.
