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Die Uhr in uns: Wie wir die Zeit wahrnehmen

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Die Uhr in unsWie wir Zeit wahrnehmen

A STRoNoMIEgESCHICHTEAuch Astronomen zunächst gegen kopernikanisches System

LINgUISTIKSo entstehen kreolische Sprachen

ALTERSKR ANKHEITENDer Fluch der menschlichen Langlebigkeit

gESTEINE, FAST So ALT WIE DIE ERDE?

Beredte Zeugen aus der Frühzeit unseres Planeten

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AUTOREN IN DIESEM HEFT

EDITORIAL

Warum die meisten Astronomen das kopernikanische Weltbild noch viele Jahrzehnte nach des- sen Vorstellung ablehnten, er - klären Dennis Danielson (links) von der University of British Co- lumbia in Vancouver und Chris­topher M. Graney vom Jefferson College in Louisville ab S. 54.

Nora Berrah von der University of Connecticut und Philip H. Bucksbaum von der Stanford University untersuchen, was geschieht, wenn man den welt- weit stärksten Röntgenlaser auf Atome und Moleküle richtet (ab S. 78).

Laut Elizabeth A. Tibbetts von der University of Michigan und Adrian G. Dyer von der RMIT University in Melbourne können manche Insekten Gesichter erkennen – die von Artgenossen, aber auch menschliche (ab S. 32).

Sommerzeit – Urlaubszeit! Und wieder einmal ging sie wie im Flug vorbei. Vielleicht sogar noch ein wenig rascher als letztes Mal? Wie überhaupt das vergangene Jahr ja wirklich ge-

radezu vorüberraste.Apropos »Wie die Zeit vergeht«: Vier Jahre ist es schon wieder her, dass Sie in »Spektrum

der Wissenschaft« eine Artikelserie über eben gerade dieses Thema »Zeit« lesen konnten. Zwischen Juli- und Oktoberheft 2010 spannten die Beiträge einen großen Bogen von der Zeit-vorstellung der alten Ägypter bis hin zur naturwissenschaftlichen Betrachtung des Phäno-mens in der modernen Physik. Die Artikel riefen eine beträchtliche Resonanz hervor, die uns unter anderem bewog, im Mai 2011 mit »Das Ende der Zeit« einen weiteren – in diesem Fall kosmologischen – Aspekt zum Titelthema zu küren. Wieder mit überdurchschnittlichem Er-folg bei Ihnen, unseren Lesern.

Die Zeit in ihren verschiedenen Facetten spricht also offenbar viele Menschen an. Ein Grund dafür besteht möglicherweise darin, dass wir uns dem unbeirrbaren Fortschreiten der Zeit hilflos ausgeliefert fühlen. Sekunde um Sekunde verrinnt sie erbarmunglos, und was in der Vergangenheit liegt, ist unwiederbringlich vorüber. Alles altert und vergeht; das erleben wir auch subjektiv – mal mehr, mal weniger intensiv.

Aber wie nehmen wir die Zeit und ihr Verstreichen eigentlich wahr, und wie entsteht das eingangs beschriebene Gefühl eines nicht konstant schnellen Zeitverlaufs? Solche Fragen möchten wir im vorliegenden Heft beantworten.

Unser Autor Marc Wittmann von der Universität Freiburg ist Experte für die Zeitwahrneh-mung, die er seit Jahren unter psychologischen und neuronalen Gesichtspunkten unter-sucht. Bei seinen Forschungen stieß er auf überraschende Antworten. So scheint streng ge-nommen gar kein Zeitgeber in unserem Gehirn zu existieren. Stattdessen strömen Signale aus dem Körper in eine Hirnregion namens Insula, die aus diesen Impulsen ein Gefühl für die aktuell verstreichende Zeit berechnet. Da die Insula auch höhere kognitive Funktionen mit verschiedenen Sinnesinformationen zusammenführt und daraus ein gefühltes momen-tanes »Ich« erzeugt, führt die Frage nach der Zeitwahrnehmung letztlich zu einer noch viel grundsätzlicheren Frage: der nach der Entstehung unseres Bewusstseins!

Diese und andere faszinierende Zusammenhänge erfahren Sie in unserem Artikel ab S. 24. Zusätzlich können Sie unseren Autor im Fernsehen erleben: In einer Sendung zum Thema »Was ist Zeit?« unterhält sich Marc Wittmann am 25. September um 21 Uhr in 3sat mit dem bekannten Wissenschaftsmoderator Gert Scobel.

Herzlich Ihr

Wie die Zeit verfliegt – und warum

Hartwig�HanserRedaktionsleiter

hanser@spektrum.de

4� SPEKTRUM�DER�WISSENSCHAFT�·�OKTOBER�2014

INHALT

............................................................................................................... BIOLOGIE & MEDIZIN

32 Gesichtskontrolle im WespennestElizabeth A. Tibbetts und Adrian G. DyerZum Erkennen von Gesichtern braucht es kein großes Gehirn. Manche Wespen haben sich zu wahren Spezi- alisten darin entwickelt.

38 Der Preis unserer LanglebigkeitHeather PringleDass wir viel älter werden als Primaten sonst, erkaufen wir mit Alterskrankheiten – für beides sorgen dieselben Gene.

........................................................................................................ PHYSIK & ASTRONOMIE

46 Das Rätsel der fehlenden PulsareHeino Falcke und Michael KramerEin Radiopulsar in der Nähe eines Schwarzen Lochs könnte Einsteins Vorhersagen bestätigen. Haben die Astronomen jetzt endlich ein Exemplar gefunden?

SCHLICHTING! 52 Das Geheimnis des blauen Schattens

H. Joachim SchlichtingIm Licht der untergehenden Sonne lässt der Abgasschweif einer Rakete einen rätselhaften Schattenstrahl entstehen.

54 Kopernikus – Revolution mit HindernissenDennis Danielson und Christopher M. GraneyNicht nur die Kirche, auch das Gros der Astronomen fand das kopernikanische System seinerzeit widersinnig.

.................................................................................................................... MENSCH & KULTUR

SERIE »WELT DER SPRACHE« TEIL 6 62 Orientierung in einem Strom aus Lauten

Jürgen LangKreolsprachen klingen wie Französisch, Spanisch oder wovon immer sie sich ableiten. Was macht sie so besonders?

3 Editorial

6 Leserbriefe/Impressum

8 SpektrogrammRückgang der Eisschilde • Schwämme aus Gold • Superschnelle Regentropfen • Verschwinden der Neandertaler • Solar-thermie-Kraftwerke als Todesfallen • Mutierte Polioerreger

11 Bild des MonatsKosmische Kartoffel

12 Forschung aktuell

Wurzel des ImmunsystemsHaie beleuchten die Evo- lution der Körperabwehr Exotisches TeilchenErstmals Gebilde aus vier Quarks nachgewiesen

Salzartige SolarzellenPerowskite erreichen ähnlich hohe Wirkungs-

grade wie Silizium, sind aber viel preiswerter

Fehlerhafte ScansKompressionssoftware veränderte Ziffern SPRINGERS EINWÜRFEMeister der FormelnMathematische Physik verlor einen ihrer Lehrer

32

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JÜRGEN LANG

NASA, JPL / CALTECH / ESA / CXC / STSCI

MIT FRDL. GEN. VON ELIZABETH A. TIBBETTS UND ADRIAN G. DYER

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............................................................................................................................ ERDE & UMWELT

68 Gesteine, fast so alt wie die Erde?Carl ZimmerEin Geologenteam hat Gesteine im Norden Kanadas auf 4,4 Milliarden Jahre datiert, doch ein anderes widerspricht.

CHEMISCHE UNTERHALTUNGEN 74 Moleküle in Platznot

Roald HoffmannWie verhalten sich Stoffe, wenn man sie extrem quetscht?

....................................................................................................... TECHNIK & COMPUTER

78 Die ultimative RöntgenmaschineNora Berrah und Philip H. BucksbaumDas LCLS kann chemische Reaktionen »filmen«.

87 Wissenschaft im RückblickVon Einstein zur Venusatmosphäre

88 RezensionenChristian Kreiß: Geplanter Verschleiß • Peter Nadig: Hatschepsut • Michael Hampe: Die Lehren der Philosophie • Josef H. Reichholf: Ornis • Erik Raidt: Gottlieb Daimler und Robert Bosch u. a.

96 Futur IIIWilliam Meikle: Keine Gnade für Streber

98 Vorschau

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r TITELTHEMA

WAHRNEHMUNG

24 Wie unser Gefühl für die Zeit entstehtMarc Wittmann

Nach einer inneren Uhr, die unser Zeitgefühl im Sekunden- bis Minutenbereich steuert, suchten Hirnforscher bislang vergeblich. Neue Erkenntnisse deuten nun darauf hin, dass hier unser Körpergefühl eine zentrale Rolle spielt: Selbstwahrnehmung und Zeiterleben scheinen untrennbar miteinander verbunden zu sein.

Titelmotiv: iStockphoto / Dimitris M. Stephanides [M] Die auf der Titelseite angekündigten Themen sind mit r gekennzeichnet.

SPENCER LOWELL

TRAVIS RATHBONE

Nach S. 86 finden Sie eine Sonderpublikation der Gesellschaft Deutscher Chemiker.

LESERBRIEFE

6� SPEKTRUM�DER�WISSENSCHAFT�·�OKTOBER�2014

Welche Erkenntnisse aus Primatenversuchen?Die Journalistin Alison Abbott be-schrieb, wie eine EU-Richtlinie zu Prima-tenversuchen in einzelnen Mitglieds-ländern umgesetzt wird. (»Primaten-forschung in Europa«, Juni 2014, S. 30)

Wolfgang Herzner, Wien: Ich bin In-formatiker, aber seit Jahren an Hirn- und Bewusstseinsforschung interes-siert. Mir ist klar, dass viele Erkenntnis-se, über die ich in dieser Zeit erfahren habe, durch Versuche mit Primaten er-worben wurden. Aber viele dieser Er-kenntnisse legen auch nahe, dass das Bewusstsein anderer Primanten dem menschlichen deutlicher näher ist als noch vor Jahrzehnten angenommen. Neben allgemeiner Sympathie für Tiere ist es vor allem dieser Aspekt, der mei-ne Skepsis gegenüber Primatenversu-chen nicht verschwinden lässt.

Was in dem Artikel fast nicht ange-sprochen wird (gerade mal kurz am Ende des zweiten Absatzes) und meiner Beobachtung nach auch in der öffentli-chen Diskussion zu wenig, ist der Nut-zen für die Menschheit. So hat man den

Eindruck, es geht um wertfreie For-schung, in deren Rahmen halt bedauer-licherweise auch Primaten mitmachen müssen. Würde man jedoch etwa an-hand von Beispielen den Nutzen der Primatenforschung darstellen, würde die Diskussion vermutlich sachlicher verlaufen. Ein weiterer Aspekt, den der Artikel ebenfalls nicht anspricht, sind Alternativen zur Primatenforschung, vor allem Computermodelle und Simu-

lationen. Natürlich werden diese wohl noch lange nicht (vielleicht nie) die For-schung am lebenden Objekt vollständig ersetzen können, aber »so viel Simula-tion und so wenig Tierversuche wie möglich« wäre doch ein schönes Ziel.

Walter Schimmler, Bremen: Das The-ma ist komplex. Leider wird die Autorin dem nicht gerecht, insofern sie völlig einseitig einer von jeglicher ethischen

Chefredakteur: Prof. Dr. phil. Dipl.-Phys. Carsten Könneker M. A. (v.i.S.d.P.)Redaktionsleiter: Dr. Hartwig Hanser (Monatshefte), Dr. Gerhard Trageser (Sonderhefte)Redaktion: Mike Beckers, Thilo Körkel, Dr. Klaus-Dieter Linsmeier, Dr. Christoph Pöppe (Online-Koordinator), Dr. Frank Schubert, Dr. Adelheid Stahnke; E-Mail: redaktion@spektrum.deStändiger Mitarbeiter: Dr. Michael SpringerArt Direction: Karsten KramarczikLayout: Sibylle Franz, Oliver Gabriel, Anke Heinzelmann, Claus Schäfer, Natalie SchäferSchlussredaktion: Christina Meyberg (Ltg.), Sigrid Spies, Katharina WerleBildredaktion: Alice Krüßmann (Ltg.), Anke Lingg, Gabriela RabeReferentin des Chefredakteurs: Kirsten Baumbusch Redaktionsassistenz: Barbara Kuhn Redaktionsanschrift: Postfach 10 48 40, 69038 Heidelberg, Tel. 06221 9126-711, Fax 06221 9126-729Verlag: Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH, Postfach 10 48 40, 69038 Heidelberg; Hausanschrift: Slevogtstraße 3 – 5, 69126 Heidelberg, Tel. 06221 9126-600, Fax -751; Amtsgericht Mannheim, HRB 338114Geschäftsleitung: Markus Bossle, Thomas BleckHerstellung: Natalie Schäfer, Tel. 06221 9126-733Marketing: Annette Baumbusch (Ltg.), Tel. 06221 9126-741, E-Mail: service@spektrum.deEinzelverkauf: Anke Walter (Ltg.), Tel. 06221 9126-744Übersetzer: An diesem Heft wirkten mit: Dr. Reinhard Breuer, Dr. Markus Fischer, Dr. Susanne Lipps-Breda, Dr. Michael Springer.

Leser- und Bestellservice: Helga Emmerich, Sabine Häusser, Ute Park, Tel. 06221 9126-743, E-Mail: service@spektrum.deVertrieb und Abonnementverwaltung: Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH, c/o ZENIT Pressevertrieb GmbH, Postfach 81 06 80, 70523 Stuttgart, Tel. 0711 7252-192, Fax 0711 7252-366, E-Mail: spektrum@zenit-presse.de, Vertretungsberechtigter: Uwe Bronn

Die Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH ist Kooperationspartner der Nationales Institut für Wissenschafts-kommunikation gGmbH (NaWik). Das NaWik ist ein Institut der Klaus Tschira Stiftung gGmbH und des Karlsruher Instituts für Technologie. Wissenschaftlicher Direktor des NaWik ist Spektrum-Chefredakteur Prof. Dr. Carsten Könneker.

Bezugspreise: Einzelheft € 8,20 (D/A) / € 8,50 (L) / sFr. 14,–; im Abonnement € 89,– für 12 Hefte; für Studenten (gegen Studiennachweis) € 69,90. Abonnement Ausland: € 97,40, ermäßigt € 78,30. E-Paper € 60,– im Jahresabonnement (Vollpreis); € 48,– ermäßigter Preis auf Nachweis. Zahlung sofort nach Rechungserhalt. Konto: Postbank Stuttgart, IBAN: DE52600100700022706708, BIC: PBNKDEFF

Die Mitglieder des Verbands Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBio) und von Mensa e. V. erhalten SdW zum Vorzugspreis.

Anzeigen: iq media marketing gmbh, Verlagsgruppe Handelsblatt GmbH, Bereichsleitung Anzeigen: Patrick Priesmann, Tel. 0211 887-2315, Fax 0211 887 97-2315; verantwortlich für Anzeigen: Annette Freistühler, Postfach 102663, 40017 Düsseldorf, Tel. 0211 887 1322 Druckunterlagen an: iq media marketing gmbh, Vermerk: Spektrum der Wissenschaft, Kasernenstraße 67, 40213 Düsseldorf, Tel. 0211 887-2387, Fax 0211 887-2686Anzeigenpreise: Gültig ist die Preisliste Nr. 35 vom 1. 1. 2014.Gesamtherstellung: L. N. Schaffrath Druckmedien GmbH & Co. KG, Marktweg 42 – 50, 47608 Geldern

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ISSN 0170-2971

SCIENTIFIC AMERICAN75 Varick Street, New York, NY 10013-1917Editor in Chief: Mariette DiChristina, President: Steven Inch- coombe, Executive Vice President: Michael Florek, Vice President and Associate Publisher, Marketing and Business Development: Michael Voss

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Die Uhr in uns: Wie wir die Zeit wahrnehmen

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