Einige der spannendsten physikalischen Rätsel,
die die Forschung bis heute nicht gelöst hat 

Die Wissenschaft neigt durchaus ein wenig dazu, so zu tun, als könne sie die wesentlichen Probleme und die grundlegenden Fragen der Menschheit beantworten.

In der Tat gelingt es durch moderne Methoden, bahnbrechende Forschungsergebnisse und technologische Fortschritte auch immer wieder, große Rätsel zu lösen und Phänomene zu erklären.

Trotzdem ist es ziemlich unwahrscheinlich, dass Forschung und Wissenschaft jemals in der Lage sein werden, tatsächlich alle wichtigen Fragen zu klären und zu beantworten. Dies erklärt sich allein schon damit, dass es eine Unmenge an Rätseln, Phänomenen und Problemen gibt, die die Menschheit trotz aller modernen Technik nicht lösen kann.

Dabei sind es gar nicht immer die großen und elementaren Fragen, die die Forscher und Wissenschaftler vor eine scheinbar unlösbare Aufgabe stellen. Manchmal sind es fast schon alltägliche Dinge, für die es keine plausible Erklärung zu geben scheint.

Einige der spannendsten physikalischen Rätsel, die die Forschung bis heute nicht gelöst hat, stellt die folgende Übersicht vor: 

Kaltes und heißes Wasser

Ein physikalisches Rätsel, für das es bislang keine Erklärung gibt, kann jeder selbst ausprobieren. Benötigt werden hierfür zwei Gläser, die beide mit exakt der gleichen Menge Wasser befüllt werden. Während in das eine Glas aber kaltes Wasser gegeben wird, wird das andere Glas mit heißem Wasser gefüllt. Nun werden beide Gläser in den Gefrierschrank gestellt und dann heißt es abwarten und beobachten, in welchem Glas das Wasser zuerst gefriert.

Die meisten, die es noch nicht selbst ausprobiert haben, werden glauben, dass das kalte Wasser zuerst gefriert. Tatsächlich gefriert aber zuerst das heiße Wasser. Entdeckt wurde dieses Rätsel in den 1960er-Jahren durch einen Schüler namens Erasto Mpemba aus Tansania, als dieser Eiscreme herstellen wollte. Die Wissenschaft spricht daher auch vom Mpemba-Effekt, hat bis heute aber keine Erklärung gefunden.

Allerdings wird auch nicht unbedingt mit Hochdruck nach einer Erklärung geforscht, denn es ist derzeit keine Anwendung bekannt, für die das Wissen, warum heißes Wasser schneller gefriert als kaltes, gewinnbringend genutzt werden könnte.   

Der Kaye-Effekt

Ein weiteres physikalisches Rätsel, das zu Hause ausprobiert werden kann, ist der sogenannte Kaye-Effekt. Für das Experiment werden eine glatte Oberfläche wie beispielsweise eine Glasscheibe oder ein Spiegel und eine Flasche Shampoo benötigt. Die glatte Fläche wird nun auf einen Tisch gelegt und anschließend wird die Shampoo-Flasche so gehalten, dass von oben ein absolut gleichmäßiger Strahl Shampoo auf die Oberfläche fließt.

Zunächst wird auf dem Glas oder dem Spiegel ein pfützenartiger Shampoo-Haufen entstehen. Nach einiger Zeit wird aber plötzlich ein zweiter Shampoo-Strahl schräg nach oben herausspritzen. Solange der Strahl von oben weiterhin absolut gleichmäßig auf die Fläche fließt und sich die beiden Strahlen nicht berühren, bleibt die Fontäne erhalten.

Der Kaye-Effekt ist nach dem britischen Ingenieur Alan Kaye benannt, der ihn 1963 entdeckte. Dabei funktioniert dieser Effekt nicht nur mit Shampoo, sondern auch mit allen anderen zählen Flüssigkeiten. Weshalb der Effekt aber eintritt, ist bis heute nicht geklärt.  

Das Wirbelrohr

Noch ein rätselhaftes Phänomen, das nachgestellt werden kann, ist das sogenannte Wirbelrohr. Das Wirbelrohr ist ein Instrument, das aussieht wie der Buchstabe T. Dabei besteht der senkrechte Teil aus einem Schlauch und der Querbalken aus einem Rohr.

Die beiden Stücke rechts und links neben dem senkrechten Schlauch sind allerdings unterschiedlich lang. Wird nun ein Gas wie beispielsweise Luft mit großem Druck in den Schlauch eingebracht, tritt das Gas an den beiden Enden des Rohres wieder aus. Erstaunlich dabei ist aber, dass das Gas auf der einen Seite kalt und auf der anderen Seite warm austritt.

Weshalb diese Erwärmung auf der einen Seite auftritt, ist bis heute nicht klar. Bekannt ist lediglich, dass sich das Gas infolge einer Verwirbelung in einen äußeren, wärmeren und einen inneren, kalten Strom teilt. 

Die Dunkle Materie und die Dunkle Energie

Im Laufe der Zeit ist es der Wissenschaft gelungen, allerlei Erkenntnisse rund um das Universum zu sammeln. So fanden Forscher Erklärungen für diverse Himmelsphänomene, entdeckten weit entfernte Galaxien, führten allerlei Messungen durch und kamen auch den Geheimnissen um die Schwarzen Löcher auf die Spur. Aber trotzdem gibt es nach wie vor Rätsel, für die eine Lösung fehlt.

Ein Beispiel hierfür ist die Dunkle Materie. Modernen Berechnungen zufolge müsste die Milchstraße rund 400mal mehr Materie enthalten, als bislang entdeckt werden konnte. Ein Messfehler kann dabei ausgeschlossen werden, denn die Berechnungen wurden unzählige Male durchgeführt und kamen immer zu dem gleichen Ergebnis. Also sprechen Forscher in diesem Zusammenhang von der Dunklen Materie. Dass es sie gibt, gilt als nahezu sicher, denn Hinweise darauf liefern die gravitativen Wechselwirkungen mit sichtbarer Materie und die Geschwindigkeit der Sterne beim Umkreisen von Galaxiezentren. Nähere Informationen über die Beschaffenheit der Dunklen Materie gibt es aber nicht.

Ein weiteres rätselhaftes Phänomen ist die Dunkle Energie. Sie wurde entdeckt, als die Forscher begannen, die Expansion des Universums zu messen. Bei den Messungen ging es in erster Linie darum, zu erforschen, wie schnell das Universum expandiert und ob dies mit einer konstanten Geschwindigkeit erfolgt. Die Forscher waren eigentlich davon ausgegangen, dass die Expansion zunehmend langsamer werden müsse, aber ihre Messungen zeigten das Gegenteil.

Da die Forscher die Ursache für dieses Ergebnis nicht erklären können, prägten sie den Begriff der Dunklen Energie. Ihre Existenz konnte zwar bis heute noch nicht experimentell nachgewiesen werden, aber trotzdem wird vermutet, dass das Universum zum größten Teil aus Dunkler Energie besteht.

Modellen zufolge setzt sich das Universum nämlich zu rund 72 Prozent aus Dunkler Energie und zu etwa 23 Prozent aus Dunkler Materie zusammen. Der Anteil der uns bekannten Materie beträgt also gerade einmal knapp 5 Prozent. 

Das Innere der Erde

Die Wissenschaft erforscht zwar schon seit Jahrzehnten das Weltall, wenn es aber um die Vorgänge im Inneren der Erde geht, steht die Forschung noch ziemlich am Anfang. Es ist bekannt, dass der Erdkern aus einer Legierung aus Eisen und Nickel besteht. Zudem weiß die Wissenschaft, dass im äußeren, flüssigen Kern der Erde permanent Metall umgewälzt wird und dadurch das Magnetfeld der Erde entsteht.

Wann der Erdkern entstanden ist, ob zwischen dem Erdkern und dem Erdmantel chemische Prozesse stattfinden oder wie und warum die Metallumwälzung überhaupt erfolgt, ist allerdings nicht bekannt. Die Forscher kennen noch nicht einmal die genaue Temperatur des Erdkerns, sondern können diese nur schätzen. Die vielen offenen Fragen um das Innere unserer Erde werden übrigens vermutlich auch noch eine ganze Weile unbeantwortet bleiben.

Es ist nämlich nicht einfach so möglich, in die Erde zu bohren. Es gab zwar solche Versuche in den 1960er- und 1970er-Jahren, allerdings blieben sie erfolglos. Der Grund hierfür war, dass es seinerzeit keinen Bohrer gab, der sich seinen Weg durch das immer weicher werdende Gestein bahnen könnte, und einen solchen Bohrer gibt es auch heute noch nicht.

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