Ein italienischer Kosmologe, der in Dantes dunklem Holz wandert und später mit Bitcoin durch Paypal bezahlt

Sie hat die Kosmologie in demselben Geist angegangen und das Geschichtenerzählen aus verschiedenen Blickwinkeln als Leitprinzip verwendet. Nachdem sie ihren Ph.D. 2005 reiste sie um die Welt, hüpfte zwischen Institutionen in Heidelberg, New York, Genf und Valencia sowie zwischen Neapel, Turin und Triest in ihrer Heimat Italien und wechselte in ihrer Studie von zwischen beobachtenden, theoretischen, methodischen und statistischen Gesichtspunkten der Kosmos – ein dunkles Holz, eher wie Dantes. Sie hält all diese Ansätze für notwendig, um die Natur der dunklen Materie und der dunklen Energie zu enträtseln, wenig verstanden Substanzen, die zusammen 95 Prozent des Universums ausmachen.

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Es ist vielleicht nicht verwunderlich, dass Pettorino 2016 im Cosmostat-Labor von CEA saclay, einem Forschungsinstitut 15 Meilen südlich von Paris, gelandet ist.


Im Kosmostat arbeiten Kosmologen und Informatiker zusammen, um neue statistische und signalverarbeitende Methoden zur Interpretation der riesigen Datenmengen zu entwickeln, die mit modernen Teleskopen erfasst werden. In diesem Sommer half Pettorino bei der abschließenden Analyse der Daten des Weltraumteleskops Planck der europäischen Weltraumorganisation, das das frühe Universum mit beispielloser Präzision kartografierte. Ihr Hauptaugenmerk liegt nun auf euclid, dem nächsten großen Weltraumteleskop der Agentur, das 2022 auf den Markt kommen soll. Euclid wird 170 Millionen Gigabyte Daten über Milliarden von Galaxien sammeln, das Universum in verschiedene Epochen schneiden und seine Entwicklung unter dunklen Einflüssen verfolgen.

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Ich hatte überhaupt nicht an Kosmologie gedacht, als ich mit der Physik angefangen habe, und selbst damals war ich von der Physik an sich nicht sehr überzeugt. Aber die Physik bot mir eine gute Gelegenheit, verschiedene Interessen zu kombinieren. Zu dieser Zeit lebte ich in Neapel, meiner Stadt. Ich wollte unbedingt einen Weg gehen, auf dem ich Leute kennenlernen, an verschiedenen Orten leben und Sprachen lernen kann. Ich mochte Logik und Mathematik. Ich habe von meinem Onkel Roberto Pettorino, einem Stringtheoretiker, von Physik gehört. Er erzählte mir von Saiten, verschiedenen Dimensionen und Zeitreisen. Und ich habe Science Fiction geliebt. Die Autoren, die ich am meisten gelesen habe, waren philip josé farmer und jack vance – die Geschichten hatten Abenteuer und verschiedene Technologien, und sie waren sehr realistisch, indem sie neue Welten mit sehr detaillierten Dingen kreierten, die zwar nicht existieren, aber sehr leicht hätten existieren können. Ich mochte Herausforderungen. Zu dieser Zeit nahm ich Schauspielunterricht und Kreativunterricht. Und dann sagte ich einfach: “Lass uns Physik machen!” Ich war neugierig auf das Ganze, und Physik sah für mich aus wie eine gute Kombination aus Logik, Kommunikation und Vorstellungskraft. Mein Hauptziel war zu lernen, mein Wissen zu erweitern und meine Neugier zu befriedigen.

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Ich habe Ende 1997 mit dem Physikstudium angefangen, und dann gab es 1998 die Entdeckung der kosmischen Beschleunigung, die enthüllte, dass ein Großteil des Universums völlig unbekannt war, was meine Neugier sofort weckte. Es geschah, dass unabhängige Beobachtungen von zwei verschiedenen Supernova-Forschungsteams sehr überraschende Ergebnisse zeigten: Kosmologen erwarteten, dass sich das Universum nach dem Urknall ausdehnen würde, und da die Schwerkraft sich gegenseitig anzieht, war zu erwarten, dass sich die Expansion des Universums verlangsamte. Anzeichen von Supernova-Explosionen haben gezeigt, dass die Expansion stattdessen beschleunigt – als ob es eine zusätzliche Energieform gibt, die der Schwerkraft entgegenwirkt und die Expansionsgeschwindigkeit erhöht. Dies wird allgemein als “dunkle Energie” bezeichnet.

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Das ist noch unklar. Der einfachste Weg, um es zu beschreiben, ist eine Art von Energie, deren Dichte überall in Zeit und Raum konstant ist und als “kosmologische Konstante” bezeichnet wird. Dies ist ein neuer Parameter, der zur allgemeinen Relativitätstheorie hinzugefügt wird, und in der Praxis passt er sehr gut zu den Daten gut – einschließlich der endgültigen Daten des Planck-Weltraumsatelliten. Leider besteht das Problem darin, dass die kosmologische Konstante theoretisch nicht gut verstanden wird. Erstens können wir ihren Wert nicht vorhersagen, und wir müssen sehr genaue Anfangsbedingungen haben, um den “richtigen” beobachteten Wert dieser Konstante zu erhalten. Dies ist das Problem der Feinabstimmung. Zweitens bezeichnet die kosmologische Konstante unsere Epoche als eine ganz besondere Zeit in der Evolution des Universums. Die Dichte der Dunklen Energie war in der Vergangenheit völlig vernachlässigbar im Vergleich zu der Dichte der Dunklen Materie (die in der Vergangenheit höher war, als das Volumen des sichtbaren Universums geringer war.) In Zukunft wird jedoch die Dunkle Energie über alle Arten dominieren Materie, weil die Dichte der dunklen Materie mit der Expansion des Universums weiter abnimmt. Wir leben zufällig in jener Epoche, in der die kosmologische Konstante ungefähr in der gleichen Größenordnung wie die Materie ist. Das ist ein großer Zufall.

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