18 EXTREMES WELTALL 10 Inhalt

Auf der Straße: Demonstranten erinnern daran, dass Apple dem irischen Staat 13 Milliarden Dollar schuldet.

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18 Furioses Finale

Supernovae künden von kosmischen Katastrophen. Wenn ein masse­

reicher Stern am Ende seines Lebens in die Energiekrise schlittert oder eine bereits gestorbene Sonne mit Materie überfüttert wird, endet das in einer Explosion unvorstellbaren Ausmaßes. Was geschieht dabei im Einzelnen? Wissenschaftler am Max­Planck­Institut für Astrophysik bringen Supernovae im Computer zum Bersten.

26 Fallen in der Raumzeit

Schwarze Löcher gehören zum festen Inventar der Science­Fiction­

Literatur. Tatsächlich gibt es im Universum kaum einen extremeren Ort.

Diese Massemonster verschlucken alles, was ihnen zu nahe kommt.

Das klingt recht einfach. Doch die Natur schwarzer Löcher ist vertrackt.

Eine Gruppe am Max­Planck­Institut für Gravitationsphysik will das eine oder andere Rätsel der kosmischen Exoten lösen.

34 Teilchen auf Touren

Explosionswolken ehemaliger Sterne, schwarze Löcher, Pulsare – diese Himmelskörper beschleunigen Partikel auf enorme Energien und senden hochenergetische Gammastrahlung aus. Mit den beiden Observatorien H.E.S.S. und MAGIC wird dieser extreme Spektralbereich zugänglich.

Astronomen an den Max­Planck­Instituten für Kernphysik und für Physik nutzen diese Hightech­Detektoren.

Inhalt

18

ZUM TITEL In einer klaren Nacht erscheint uns der Sternenhimmel ruhig und friedlich.

Doch in Wahrheit ist am Himmel die Hölle los: Sterne saugen von anderen Sternen Materie auf, Sonnen explodieren, und schwarze Löcher verschlingen gierig Gas und Staub. Kurz: Im Universum gibt es jede Menge extreme Orte – die für Forscher einen besonderen Reiz haben.

PERSPEKTIVEN

06 Perlen für die Kanzlerin 06 Dreifacher Leibniz­Preis 07 „Der Brexit wird aufwendiger,

als manche denken“

08 Willkommen im Cyber Valley 08 Die Kräuselungen im Universum 09 Grundsatzerklärung zu

Tier versuchen 09 Ins Netz gegangen

ZUR SACHE

10 Steuern, die sich in Luft auflösen Apple, Starbucks oder Amazon vermeiden seit Jahren erfolgreich, ihre Unternehmensgewinne zu ver­

steuern. Warum ist es für die Staa­

tengemeinschaft so schwer, die Tricks der Konzerne auszuhebeln?

FOKUS

18 Furioses Finale 26 Fallen in der Raumzeit 34 Teilchen auf Touren

Titel: Optical: DSS; Illustration: NASA/CXC/M.Weiss; Fotos diese Seite: NASA/ESA/Hubble Heritage Team (gr. Bild), picture alliance/Pacific Press Agency

EXTREMES WELTALL

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SPEKTRUM

42 Elektronik mit Quantenturbo 42 Unser Beitrag zur arktischen

Eisschmelze

43 Buchstabendreher mit Folgen 43 Ein Näschen für Sauerstoff 43 So gut entspiegelt wie noch nie 44 Vom Licht geleitet

44 Affen mit Sprachgefühl

45 Das turbulente Herz von Eta Carinae 45 Hautstammzellen in Kultur

45 An den Grenzen der Mikroskopie 46 Ferner Stern ist eine runde Sache 46 Wassereis in ewiger Polarnacht 47 Der Feind meines Feindes

ist mein Freund

47 Die schnellste Fliegerin im Tierreich 47 Wer sich um andere kümmert,

lebt länger

BIOLOGIE & MEDIZIN

48 Zellen auf dem Laufsteg

Leben ist Bewegung und Austausch mit der Umwelt – das gilt auch für Zellen. Damit sie von einem Ort zum andern gelangen, müssen sie sich nicht nur fortbewegen können, sie müssen auch mit ihrer Umgebung in Kontakt treten. Forscher unter- suchen, wie sie das anstellen.

MATERIAL & TECHNIK

56 Eine Perspektive fürs Leben Zur Person: Ben List

UMWELT & KLIMA

64 Stoffwechsel 2.0

Gerade mal 17 Enzyme haben die Wissenschaftler herausgepickt für den ersten künstlichen Stoffwech- selweg, der Kohlendioxid in andere organische Moleküle umwandelt.

Aber funktioniert der am Reißbrett entworfene Zyklus auch in einer lebenden Zelle?

KULTUR & GESELLSCHAFT

70 Herrschen mit Handbuch und Bildstock

Die Eroberung der Neuen Welt fiel den spanischen Konquistadoren überraschend leicht. Doch mit Gewalt und Grausamkeit allein ließen sich die Gebiete nicht regieren. Forscher unter- suchen, mit welchen Medien die spa- nische Krone ihre Herrschaft festigte.

RUBRIKEN

03 Orte der Forschung 16 Post aus Tel Aviv, Israel

Auf den Spuren deutsch-israelischer Kulturgeschichte

78 Rückblende Der Feind im Huhn 80 Neu erschienen

80 Ingo Arndt, Jürgen Tautz, GrasArt 81 Raoul Schrott, Erste Erde Epos 82 Tanja-Gabriele Schmidt, Mathias R.

Schmidt, Rettet die Nacht!

83 Heather Couper, Nigel Henbest, Space 84 Ulrich Eberl, Smarte Maschinen 85 Philip Ball, Designed by Nature 86 Günter Spanner, Das Geheimnis

der Gravitationswellen 87 Standorte

87 Impressum

BIOMAX

S E ITE 1 Wer sind wir? Woher kommen wir? Das sind zentrale Fragen, die uns Menschen schon seit mehr als einem Jahr­

hundert beschäftigen – spätestens seit dem Jahr 1856, als Arbeiter im Neandertal, ungefähr zwölf Kilometer östlich von Düsseldorf, in einem Steinbruch eine kleine Höhle aus räumten und dabei Reste eines Skeletts entdeckten.

Über die Zuordnung der Knochenfragmente wurde lange gestritten. Die Meinung einiger Anatomen, dass es sich hierbei um eine Frühform des modernen Menschen handle, wurde insbesondere von dem einflussreichen deutschen Pathologen Rudolf Virchow nicht geteilt. Gegen Ende des 19. Jahrhunderts jedoch hatte sich die Auffassung durch­

gesetzt, dass der Neandertaler ein V orläufer des ana­

tomisch modernen Menschen war.

Dank der mehr als 300 Skelettfunde ist der N eandertaler die am besten untersuchte fossile Art der Gattung Homo. Wie ähn­

lich die Neandertaler uns waren, ob sie einen ausgestorbenen Ast im Stammbaum der Frühmenschen darstellten und ob sich einige ihrer Gene noch heute im modernen Menschen finden, all diese Fragen ließen sich aber auf der Basis rein anatomischer Unter suchungen nicht beantworten. Svante P

ääbo, Direktor am Max­Planck­Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig (Titelbild)

, war überzeugt, dass die Neandertalerknochen noch einen größeren Schatz bereithalten.

2005 hatte ein wissenschaftliches Konsortium unter Beteili­

gung von Pääbos Arbeitsgruppe das Genom d es Schimpansen sequenziert und nachgewiesen, dass sich nur etwas mehr als ein Prozent der Nukleotide in den DNA­Sequenzen unter scheiden, die der moderne Mensch mit dem Schimpansen gemeinsam hat (siehe auch BIOMAX 12)

. „Die Neandertaler sollten uns natürlich noch viel näher stehen“, sagt Pääbo. „Wenn wir aus ihren Knochen die DNA extrahieren und dann analysieren könnten“, so die Überlegungen des Molekularbiologen, „dann würden wir zweifellos feststellen, dass die Neandertaler­Gene den unseren sehr ähnlich sind.“ Viel spannender aber wären die Unterschiede: „Unter den winzigen Abweichungen, die wir erwarteten, sollten auch genau jene sein, die uns von allen unseren menschlichen Vorläufern unterscheiden und die die biologische Basis dafür gewesen sind, dass der moderne Mensch eine vollkommen neue Entwicklungsrichtung ein­

geschlagen hat – kulturell und technologisch.“

Die Untersuchung alter DNA erweist sich jedoch gleich in zweier lei Hinsicht als schwierig: Nur ein winziger Anteil der DNA in einem Knochenfragment ist alt, oft weniger als 0,1 Prozent. Der Rest stammt von Bakterien, die über Jahrtausende in den Knochen gelebt haben. Eine we

itere Quelle für Verunreinigungen ist die DNA heutiger Menschen. Denn sie ist allgegenwärtig – wir hinterlassen unsere DNA mit kleinsten Hautschuppen etc. und kontaminieren Ausgabe 33 //

Winter 2016 / 2017 N E U G I E R I G A UF W I S S E N S c H AF t

Neandertaler mischen mit – was DNA-Analysen über unser

e Frühgeschichte verraten

© Frank Vinken / MPG

Titel: Optical: DSS; Illustration: NASA/CXC/M.Weiss; Fotos diese Seite: NASA/ESA/Hubble Heritage Team (gr. Bild), picture alliance/Pacific Press Agency Fotos: Frank Vinken; MPI für terrestrische Mikrobiologie; Kunsthistorisches Institut in Florenz – Max-Planck-Institut (von links nach rechts)

Auf dem Kopf: Ben List macht fast jeden Tag Yoga – im Labor aller- dings nur dem Fotografen zuliebe.

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verschiedene Enzyme für die künstliche Fotosynthese.

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1338 warnt vor schlechten Richtern und ungerechter Herrschaft.

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4 | 16 MaxPlanckForschung

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Neandertaler mischen mit – was DNA-Analysen über unsere Früh- geschichte verraten