Unser roter Nachbarplanet fasziniert seit jeher. Die Geschichte der Marsforschung ist gleichzeitig eine Geschichte von Fehlschlägen. Und doch ist es das Ziel von Raumfahrtunternehmen und ambitionierten Menschen, einmal seine Oberfläche zu betreten. Mit der Beschreibung von Kanälen, die ähnlich Flussläufen seine Oberfläche überziehen, kam die Vorstellung auf, es müsse dort Leben geben. Immer wieder schickte man Sonden von der Erde zum Mars, um seine Oberfläche zu fotografieren, zu kartieren und um sein Innerstes zu ergründen. Doch bis heute ist es nicht gelungen, Gesteins- oder Staubproben vom Mars zur Erde zu bringen. Harald Lesch begibt sich auf die Spuren der Marsforschung und erzählt von Fehlschlägen und manch unglaublich klingender Ursache dafür. Für die Mannschaft, die sich als erste tatsächlich auf den Weg machen wird, wird dies womöglich eine Reise ohne Rückkehr. Wie groß muss die Faszination sein?

Warum gibt es eigentlich zwei Geschlechter? Die Frage bewegte eine Zuschauerin und veranlasste Harald Lesch, sich tiefer mit der Materie auseinanderzusetzen. Dass Männer und Frauen nicht nur körperliche Unterschiede aufweisen, ist häufig Streitthema zwischen den Geschlechtern. Können Frauen wirklich schlechter einparken und Männer schlechter zuhören? In gewohnter Weise geht Harald Lesch ganz naturwissenschaftlich an die Sache und beginnt dort, wo der Unterschied seinen Ursprung hat: bei Mikroorganismen, die einmal begonnen haben, Erbgut auszutauschen. Wenn sich Umweltbedingungen verschlechtern, ist es von Vorteil, im Erbgut über möglichst vielfältige Möglichkeiten zur Anpassung zu verfügen. Die gedankliche Reise führt bis zur Frage, wie sich Partner eigentlich finden. Forscher haben herausgefunden, dass Partner sich anziehend finden, wenn sie sich riechen können. Und das hat einen Grund: Im Geruch verborgen sind Signale, die etwas über die Immunabwehr verraten. Unbewusst finden sich Paare, die ein unterschiedliches Spektrum besitzen. Schließlich sind Krankheitserreger in der Lage, sich schnell zu verändern. Und dann ist es von Vorteil, mithalten zu können. Doch die Biologie ist bei der Partnerwahl zum Glück nicht alles – und nicht alles lässt sich rein naturwissenschaftlich ergründen. Wie schön.

Zur Wirkung des Mondes auf unterschiedlichste Lebensbereiche gibt es zahllose Mythen – und noch mehr Forschungsprojekte, die den Wahrheitsgehalt der Mythen auf den Prüfstand stellen. Harald Lesch hat sich eine ganze Reihe der Phänomene vorgenommen, die mit dem Mond – mit Vollmond oder Neumond – in Verbindung gebracht werden. Nur wenig lässt sich tatsächlich belegen. Seit Jahrzehnten schon bemühen sich Wissenschaftler mit Langzeitbeobachtungen und Statistiken, den vermuteten oder behaupteten Zusammenhängen auf die Spur zu kommen. Es bleibt das Phänomen, dass viele Menschen dem Mond unterschiedlichste Wirkungen zuschreiben und sogar ihr Leben nach den Mondphasen ausrichten – allen wissenschaftlichen Analysen zum Trotz. Und das ist der eigentliche Mythos.

Die Jetstreams, die stärksten natürlichen Winde auf unserem Globus, waren lange eine verlässliche Größe. Der Jetstream-Gürtel verschiebt sich zwar im Jahresverlauf in Nord-Süd-Richtung. Aber er bestimmt recht stabile Wetterlagen. Zumindest war es bisher so. Inzwischen sind die Winde unberechenbarer geworden und damit die Wetterlagen wechselhafter – auch über Westeuropa. Harald Lesch enträtselt, welche Prozesse sich in der Atmosphäre abspielen. Die globale Erwärmung spielt eine große Rolle bei der Entwicklung von Luftdruckunterschieden, der Wolkenentstehung und der Dynamik in der Atmosphäre. Harald Lesch zeigt anhand von Prognosen aus früheren Jahren, dass vieles davon Realität geworden ist. Und er blickt in die Zukunft. Wenn sich die aktuellen Prognosen ebenso bewahrheiten sollten, dann werden die Jetstreams und die Wege der Wolken künftig noch unberechenbarer.

Die Frage eines Zuschauers veranlasst Harald Lesch zu einer Gratwanderung zwischen Astrophysik und Philosophie: Wenn sich das Universum ausdehnt, wo hinein dehnt es sich dann aus? Was ist da draußen? Und: Wo ist der Mittelpunkt, von dem alles ausgeht? Die gedankliche Reise führt vom Urknall zu Galaxien und Galaxienhaufen – bis zum Rand dessen, was wir überhaupt wissen können. Doch das Fragen hört niemals auf. Wer in den Himmel schaut, erkennt: Das Universum ist ziemlich leer. Zwischen uns und den Sternen herrscht das Nichts. Und da sich das Universum nach allem, was die Astronomen und Astrophysiker wissen, weiter ausdehnt, wird es mit der Zeit noch leerer.

Die Beobachtung, dass ein Stern Kurs auf unser Sonnensystem genommen hat, elektrisiert Experten. „Gliese 710“ fliegt, glaubt man den Berechnungen, auf unsere Sonne zu. Nach astronomischen Maßstäben kommt er ihr gefährlich nahe. Wie groß ist das Risiko, dass er einschlägt, und welche Folgen hätte das? Die aktuellen Berechnungen der Astronomen ergeben: „Gliese 710“ wird Sonne – und Erde – knapp verfehlen. Welchen Einfluss die Gravitation des Sterns auf die Bahnen der Planeten haben wird, lässt sich noch nicht genau sagen. Und noch ein Risiko ist mit dem durch das Universum wandernden Stern verbunden: Er passiert die Oortsche Wolke und könnte dort kreisende Asteroiden aus ihrer Bahn lenken. Welchen Kurs diese dann nähmen, ist völlig unklar. Harald Lesch sieht aufregende Zeiten heraufziehen – wenn es so weit ist: in etwa 1,4 Millionen Jahren.

Die Urerde war glühend heiß. Die Kontinentalplatten konnten sich erst bilden, als die Kruste allmählich abkühlte. Geht der Abkühlungsprozess weiter, müsste die Erde irgendwann so kalt werden wie das Universum, so die Schlussfolgerung eines Zuschauers. Er fragt sich – und Harald Lesch: Kann die Erde tatsächlich völlig abkühlen? Hätte sich die Erde stetig und gleichmäßig abgekühlt, wäre sie heute recht unwirtlich. Dass unser Planet aber viel wärmer ist, ist nicht nur das Ergebnis der Sonneneinstrahlung. Harald Lesch erzählt die Geschichte von der Entdeckung der Heizung im Inneren der Erde: Der radioaktive Zerfall von Uran und Thorium sorgt stetig für Nachschub an Wärme. Dadurch treiben die Kontinentalplatten auf glühendem Magma in verschiedene Richtungen und sorgen für die Bildung von Gebirgen, für Erdbeben und Tsunamis. Ohne die Hitze aus dem Erdinneren würde das Leben auf der Oberfläche völlig anders aussehen – wenn es überhaupt Leben gäbe.

Viele Menschen sind überzeugt: Elektrosmog macht krank. Was wissen wir von elektromagnetischen Wellen, die uns überall umgeben und denen wir nicht entgehen können? Harald Lesch geht der Frage streng wissenschaftlich auf den Grund. Das Wort "Smog" ist im Zusammenhang mit Luftverschmutzung gebräuchlich und setzt sich aus den englischen Begriffen "Smoke" für Rauch und "Fog" für Nebel zusammen.

Der Mensch, der Homo sapiens, ist vernunftbegabt. Aber handelt er auch vernünftig? In dieser Folge geht Harald Lesch einem verbreiteten menschlichen Verhalten auf den Grund. Es ist bestimmt vom Willen nach Veränderung, nach mehr Einfluss, mehr Macht, nach Wachstum. Dazu schaut Harald Lesch in die Entwicklungsgeschichte des Menschen, und es wird klar: Bis heute stecken Verhaltensweisen unserer Vorfahren, der Jäger und Sammler, in uns. (Text: ZDF)

Schon mal was von KIC 2832227 gehört? Nein? Das wird sich sicher noch ändern. In fünf Jahren wird sich dieses Doppelsystem als Supernova an unserem Sternenhimmel zeigen. Astrophysiker haben aber schon jetzt berechnet, dass diese beiden Sterne sich einst umkreist haben und in einer gewaltigen Explosion verschmolzen sind. Nur: Das Licht von dieser Explosion braucht noch eine Weile, bis es zu uns gelangt ist. Das Drama ereignete sich schließlich 1800 Lichtjahre von uns entfernt. (Text: ZDF)

Harald Lesch schildert die Leiden der theoretischen Physiker und ihre Versuche, der Weltformel endlich näher zu kommen. Astrophysiker verfolgen einen uralten Traum: alle im Universum wirkenden Kräfte in einer einzigen Formel zu vereinen. Meilensteine der Physik nähren die Hoffnung vieler, es könne gelingen. „Bringen Sie mal was über die Weltformel. Wie ist der aktuelle Stand?“ So lautete die schlichte Frage eines Zuschauers. (Text: ZDF)

Wie oft hört man von der Herausforderung, komplexe Probleme lösen zu wollen? Harald Lesch hat eine ernüchternde Botschaft: Wirklich komplexe Systeme entziehen sich einfachen Lösungen. Hoffnung gibt es jedoch für Zusammenhänge, die „nur“ kompliziert sind. Hier ist es eine Frage der Zeit und der Ausdauer, bis sich ein kompliziertes Netzwerk durchschauen, eine komplizierte Aufgabe lösen lässt. Wie so oft hat Harald Lesch ein nachvollziehbares Beispiel: das Straßensystem von Florenz mit seinen vielen Einbahnstraßen. (Text: ZDF)

„Wieso glauben wir eigentlich, dass sich das Universum stetig verändert, die Naturgesetze jedoch unveränderlich sind?“ So lautete die naheliegende Frage eines Zuschauers. Harald Lesch nimmt sie zum Anlass für einen Parforceritt durch fundamentale Erkenntnisse der Physik: Wie kam es zur Entdeckung der Naturkonstanten wie der Lichtgeschwindigkeit oder des Planckschen Wirkungsquantums? (Text: ZDF)

Harald Lesch erzählt von Voyager-Sonden und macht uns begreiflich, wie unglaublich groß das Universum und wie unvorstellbar weit entfernt die nächsten erdähnlichen Planeten sind. In den 1970er Jahren schickte die amerikanische Raumfahrtbehörde die beiden Sonden Voyager 1 und Voyager 2 ins All – als Botschafter von uns Erdlingen. Sie sollten außerirdischen Intelligenzen Nachrichten überbringen. Sie tragen Plaketten mit sich, auf denen sich Informationen über unsere Musik, unsere Kultur und unsere Wissenschaft befinden. Die Voyager-Sonden sind die von Menschen gemachten Objekte, die am weitesten ins All hinaus gelangten. Das, was sie uns an Bildern übermittelten, lässt uns immer noch staunen. Eine Technik, die nun schon über 40 Jahre alt ist, beweist bis heute ihre Leistungsfähigkeit. Und doch sind sie noch nicht einmal einen „Lichttag“ von uns entfernt. (Quelle: ZDF)

Himmelsbeobachter haben Indizien entdeckt, die auf einen 9. Planeten verweisen. Mit kriminalistischem Spürsinn sind sie diesem Himmelskörper auf die Schliche gekommen. Er könnte so groß sein wie Neptun. Nachdem Pluto nur noch als „Zwergplanet“ gilt, könnte unser Sonnensystem vielleicht doch wieder einen 9. Repräsentanten aufweisen. Nur: Gesehen hat ihn noch niemand. Harald Lesch berichtet von den Methoden der astronomischen Detektive: Was haben sie konkret beobachtet, welches sind ihre Schlussfolgerungen – und was spricht für den Himmelskörper, der in großem Abstand unsere Sonne umkreist? Ein Beispiel dafür, wie spannend Astrophysik sein kann. (Quelle: ZDF)

Astronomen können Vorhersagen über Himmelsphänomene machen, die erst in vielen Jahren an unserem Sternenhimmel zu sehen sind und deren Ursprung Millionen Lichtjahre von uns entfernt ist. Harald Lesch singt das Hohelied der Astrophysik und ihrer exakten Berechenbarkeit. Im Jahr 2022 wird eine Leuchterscheinung am Nachthimmel zu sehen sein, die nicht nur die Astronomen begeistern wird: eine Nova. Die Tragik für die Himmelsforscher: In dem Moment, in dem sie die vorhergesagte Erscheinung sehen und studieren können, wissen sie nicht, ob ihr Forschungsobjekt selbst noch existiert. Das Licht von den Sternen ist immer nur ein Botschafter aus der fernen Vergangenheit. Und doch ist die Vorhersage solcher Phänomene für Harald Lesch schönste Physik. (Quelle: ZDF)

Teilchen, die es nach dem Energieerhaltungssatz geben muss, die man aber lange für gar nicht nachweisbar hielt, machten unter Kernphysikern als „Geisterteilchen“ die Runde. Beim Beta-Zerfall radioaktiver Substanzen fehlte in Messungen ein winziger Energiebetrag. Der Physiker Wolfgang Pauli postulierte daraufhin: Es muss Teilchen geben, die für diese Differenz verantwortlich sind selbst wenn man sie nie wird nachweisen können. Harald Lesch erzählt von der phantastischen Jagd nach den Geisterteilchen und davon, dass deren Erforschung ein Licht auf die Vorgänge in den Sternen warf. Neutrinos durchdringen uns in jeder Sekunde, ohne dass wir etwas davon spüren, so gering ist ihre Wechselwirkung mit der Materie. Und doch würde es uns ohne sie nicht geben. (Quelle: ZDF)

Wieder einmal machte eine Messung Schlagzeilen, die einen Effekt dokumentierte, der nicht einmal eine tausendstel Sekunde dauerte. Der Ursprung des Effekts ist drei Milliarden Lichtjahre von uns entfernt. Forscher in den USA haben mit den LIGO-Detektoren erneut nun zum dritten Mal Gravitationswellen gemessen. Zwei Schwarze Löcher sind miteinander verschmolzen und haben ihre Botschaft darüber ins All gesandt. Im Universum – auch in unserer Galaxie – gibt es mehr Schwarze Löcher, als man früher für möglich hielt. In der Milchstraße können es viele Millionen sein. Viele sind zu klein, als dass sie für uns spürbare Folgen haben, und unser Planetensystem zieht seine Bahnen in einer verhältnismäßig ruhigen Zone der Milchstraße. Was man dagegen von den Ereignissen erfahren kann, die in Milliarden Lichtjahren von uns entfernt geschehen, das fasziniert Harald Lesch, und die Präzision der Messungen ist atemberaubend – nicht nur für Astrophysiker. (Quelle: ZDF)

Wie kommen Experten dazu, zwei Grad als anzustrebendes Ziel für die globale Erwärmung zu definieren? Ein Streifzug durch wissenschaftliche, politische wie philosophische Argumentationen. Wissenschaftler appellieren an die internationale Staatengemeinschaft, den Ausstoß von Kohlendioxid und anderen Treibhausgasen unter Kontrolle zu bringen. Klimaforscher fordern immer wieder, dafür zu sorgen, dass die globale Erwärmung nicht mehr als zwei Grad im Vergleich zu 1994 erreichen darf. Sonst drohen Katastrophen und Zerstörungen, die sich kaum mehr bewältigen lassen – heißt es. (Quelle: ZDF)

Das Thema „Feinstaubbelastung“ und die Tricksereien bei den Abgasmessungen von Dieselfahrzeugen haben die Gemüter erregt auch das von Harald Lesch. Er geht der Frage auf den Grund, wie Grenzwerte entstehen, und welche Schwierigkeiten es gibt, deren Einhaltung tatsächlich zu überprüfen. Zunächst einmal sind mit wissenschaftlichen Methoden ermittelte Grenzwerte dazu da, unsere Gesundheit zu schützen. Es gibt Unsicherheiten und auch in vielen Bereichen noch Unwissen über das, was ohne Bedenken zuzumuten ist. Daher gilt: Die festgelegten Grenzwerte sollen einen vorsorglichen Schutz bieten. Die Messung von Schadstoffen in der Umwelt kann mit einfachen Methoden zu Ergebnissen führen – wenn es etwa darum geht zu ermitteln, wie hoch der Mineralölanteil in der Schokolade von Adventskalendern ist. In anderen Fällen wird die Einhaltung von Grenzwerten durch komplizierte Verfahren überprüft – wie zum Beispiel bei Autoabgasen. Doch auch für diesen Fall hat Harald Lesch einen bedenkenswerten Vorschlag. (Quelle: ZDF)

Himmelsforscher setzen hohe Erwartungen in das James-Webb-Teleskop. Es soll 100-mal leistungsfähiger sein als das Hubble-Teleskop. Sein Start wurde schon mehrmals verschoben, nun soll es im Frühjahr 2019 mit einer Ariane-Rakete ins All gebracht werden. Astronomen erhoffen sich Bilder, die Aufschluss geben über eine Zeit, in der sich die ersten Galaxien bildeten. Die Herausforderung: Das Teleskop muss perfekt sein, wenn es auf die Reise geschickt wird. Als sich beim Hubble-Teleskop herausstellte, dass die Bilder nicht die erwartete Schärfe hatten, konnte eine Space-Shuttle-Crew Abhilfe schaffen. Die Position, die das James-Webb-Teleskop für den neuen Blick ins All einnehmen soll, ist viel weiter von der Erde entfernt – Reparaturen daher völlig ausgeschlossen. (Text: ZDF)

Man hatte es vorhergesehen, das Spektakel hatte sich angekündigt. Im Juli 2017 war der „Tipping Point“ erreicht. Eine gigantische Eisfläche löste sich vom Schelfeis in der Antarktis. Mit 175 Kilometer Länge ist A68 ein Zeuge der globalen Veränderung. An Nachrichten vom Rückgang des Eises in der Arktis war man schon gewöhnt, Jahr für Jahr dokumentieren Forscher schon länger die Ausdehnung. Am Südpol nehme das Eisschild aber zu, hieß es lange. Größere Niederschlagsmengen führten zu dickeren Schnee- und Eisschichten. Doch die Entwicklung weist nun in eine andere Richtung. Wenn das Schelfeis zurückgeht, riesige Massen abbrechen, kommt das Eis auf dem Kontinent ins Rutschen. Nachrichten wie die von A68 sollten uns alarmieren, meint Harald Lesch: Einzelereignisse sind sämtlich Indizien für eine schleichende Veränderung, die an Fahrt aufnimmt. (Text: ZDF)

Dass Albert Einstein einen wesentlichen Beitrag zur aktuellen Erforschung der Pyramiden in Ägypten leisten würde, hätte er sich selbst am wenigsten träumen lassen. Und doch: Die spezielle Relativitätstheorie hat ermöglicht, das Innere der Pyramide von Dahschur zu studieren, ohne das antike Bauwunder zu beschädigen ja ohne es zu berühren. Kosmische Teilchen, die sich mit annähernd Lichtgeschwindigkeit bewegen, sind zu Helfern von Ägyptologen geworden: Myonen. Forscher aus Japan konnte mittels „Myonographie“, einer speziellen Scan-Technik, erkennen, dass sich in der Dahschur-Pyramide ein bislang unbekannter großer Hohlraum, vielleicht ein ausgedehnter Gang befindet. Nun gilt es herauszufinden, welches Geheimnis dieser Hohlraum noch birgt. Für Harald Lesch ist es faszinierend, wie wissenschaftliche Disziplinen, die zu verschiedenen Welten zu gehören schienen, sich nun gegenseitig befruchten und neue Erkenntnisse möglich machen. (Text: ZDF)

Die Genauigkeit, mit der Forscher heute Vorgänge in der Natur messen können, ist faszinierend und war in den vergangenen Jahren Nobelpreise wert. Ausgezeichnet wurde etwa die Entdeckung von Gravitationswellen, ausgelöst von kosmischen Vorgängen Milliarden von Lichtjahren entfernt. Dabei waren die gemessenen Effekte kleiner als der Bruchteil eines Protonendurchmessers. Die Identifizierung des Higgs-Teilchens, etwas, das man schon lange vorhergesagt und doch bis dahin nicht hatte nachweisen können, war ebenso ein Erfolg der Präzision, mit der Forscher heute der Materie auf den Grund gehen. Für Harald Lesch zeigen solche Erkenntnisse den Triumph der empirischen Methode. Es scheint, als ob sich alles messen und berechnen ließe. Doch das ist ein tragischer Irrtum. Schon die Entstehung des Lebens ist ein Geheimnis, das sich nicht messen oder berechnen lässt. Wir müssen anerkennen, dass das Instabile, das Unvorhersehbare genauso zur Natur gehört wie die Naturgesetze als Grundlage. Und hier macht Harald Lesch ein grundsätzliches Problem aus: Wie kriegen wir die Erkenntnisse der abstrakten Wissenschaft – wie der Physik – über den instabilen Charakter der Natur so in die Öffentlichkeit, dass jeder sie versteht? Viele Folgen von „Frag den Lesch“ stellen sich dieser Herausforderung. (Text: ZDF)