Das letzte Jahrhundert - sogar das letzte Jahrzehnt - hat erstaunliche Fortschritte in Wissenschaft und Technologie gemacht, da wir ein besseres Verständnis unserer Welt und ihrer Funktionsweise gewonnen haben. Aber während die Wissenschaft die Antworten auf Fragen hat, von denen unsere Vorfahren niemals geglaubt hätten, dass wir sie herausfinden würden, bleiben noch viele große Fragen offen, die noch nicht vollständig befriedigt wurden.
Diese reichen von philosophisch bis praktisch, von totalen Rätseln bis zu Fragen, die wir beinahe beantwortet haben, aber nicht ganz da sind. Lesen Sie weiter, um herauszufinden, was sie sind. Weitere Informationen zu weltraumbezogenen Problemen finden Sie in 21 Mysteries about Space, die niemand erklären kann.
1 Wie genau hat das Leben begonnen?
Verstehen Sie uns hier nicht falsch - Evolutionsbiologen haben eine ziemlich gute Vorstellung davon, wie sich bestimmte Organismen zu anderen entwickelt haben, aber sie wissen immer noch nicht, was alles ausgelöst hat. Wie sind wir von der "Ursuppe" der Bausteine des Lebens zur Bildung selbstreplizierender Zellen gekommen?
Die führende Theorie der letzten 50 Jahre war, dass eine elektrische Entladung zu chemischen Reaktionen führte, die die ersten Aminosäuren erzeugten, aber die Wissenschaftler sind sich nicht alle einig. Einige glauben, der ursächliche Faktor sei die vulkanische Wirkung gewesen, andere glauben, es könnten Meteoriten gewesen sein, die uns Leben gebracht haben.
2 Warum träumen wir?
"Warum?" könnte die schwierigste Frage für die Wissenschaft sein. Menschen träumen sicherlich, wie die fortschrittliche Bildgebungstechnologie des Gehirns zeigt, aber welchen Zweck erfüllt sie? Warum feuern unsere Neuronen weiter, obwohl unser Körper und unser Bewusstsein in Ruhe sind?
Kognitionswissenschaftler theoretisieren, dass Gedächtnis, Lernen und Emotionen mit unserer Fähigkeit zu träumen verbunden sind, aber bisher haben sie keine schlüssigen Verbindungen gefunden, die die seltsamen kleinen Filme erklären würden, die unser Gehirn für uns spielt, während wir schlafen. Und wenn Sie sich schon immer gefragt haben, was diese seltsamen Träume bedeuten, die Sie immer wieder haben, lesen Sie 50 Geheimnisse, die Ihre Träume Ihnen zu erzählen versuchen.
3 Gibt es ein Muster hinter Primzahlen?
Falls Sie seit Ihrer letzten Matheklasse vergessen haben, sind Primzahlen diejenigen, die nur durch sich selbst und 1 teilbar sind. Beispiele hierfür sind die Zahlen 3 und 7 sowie 3.169. Betrachten Sie sie als Bausteine von Zahlen, da sie nicht auf kleinere Faktoren reduziert werden können. Mit dieser Eigenschaft können sie als Verschlüsselungsschlüssel für die digitale Sicherheit dienen, aber es bedeutet auch, dass Mathematiker kein Muster erkennen konnten, für das Zahlen Primzahlen sind, ein Problem, das als Riemann-Hypothese bekannt ist.
Wenn Sie von 1 hochzählen, können Sie drei Primzahlen hintereinander haben, aber dann vierzig oder mehr Zahlen eingeben, ohne eine andere Primzahl zu finden. Das Auflösen dieses Puzzles könnte Konsequenzen für eine Gesellschaft wie unsere haben, deren Kommunikationsnetze vollständig auf Zahlen aufgebaut sind. Und wenn Sie sich nicht genau daran erinnern, was eine Primzahl ist, und Sie sehen möchten, ob Sie noch eine bestandene Note erhalten können, lesen Sie 30 Fragen, die Sie benötigen, um die 6. Klasse zu bestehen.
4 Was ist das Heilmittel gegen Krebs?
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Leider werden wir nie ein einziges Heilmittel für Krebs finden können, da der Begriff "Krebs" tatsächlich für eine ganze Sammlung von Krankheiten gilt, die in unseren Genen kodiert sind. So wie wir niemals alle Bakterien von der Erde abwischen werden, können wir keine Pille oder einen Schuss herstellen, der alle Arten von Krebs heilt.
Da wir jedoch sowohl in der Prävention als auch in der Behandlung immer besser werden, werden wir die Faktoren, auf die wir Einfluss haben, besser verstehen und lernen, wie wir sie vermeiden können. Um mehr darüber zu erfahren, was Krebs mit dem Körper tut, lesen Sie 23 Krebswarnzeichen, die sich in Sichtweite verstecken.
5 Können wir durch die Zeit reisen?
Natürlich reisen wir alle regelmäßig durch die Zeit, und Einsteins Theorie der speziellen Relativitätstheorie geht davon aus, dass die Zeit so komprimiert werden kann, dass eine Person, die schnell genug geht, möglicherweise weit in die Zukunft reisen kann. Mit Hilfe von Konzepten wie Wurmlöchern haben einige Physiker sogar vorgeschlagen, dass es möglich sein könnte, die Vergangenheit zu besuchen. Aber wenn das der Fall wäre, könnten Menschen aus der Zukunft heute nicht unter uns leben?
Wir wissen es nicht und diese Hypothesen sind heute unter bekannten Bedingungen einfach nicht überprüfbar. Wenn wir unsere Fähigkeit erweitern, durch den Raum zu sehen und zu reisen, lernen wir möglicherweise mehr und verstehen besser, was möglich ist.
6 Ist unser Universum das einzige?
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Ähnlich wie Zeitreisen ist interdimensionales Reisen ein weiteres beliebtes Science-Fiction-Konzept, das grenzenloses Potenzial zu bieten scheint. Gibt es tatsächlich Paralleluniversen, die mit unseren koexistieren? Die Interpretation der Quantenphysik "viele Welten" glaubt dies sicherlich.
Nach dieser Theorie sind alle möglichen Geschichten und Zukünfte real. Die Realität ist wie ein Baum mit unendlichen Ästen, und wir dürfen nur einen hinunterfahren. Leider scheint es höchst unwahrscheinlich, dass wir eine Maschine schaffen können, die uns in das Universum von beispielsweise sprechenden Bananen transportiert.
7 Was genau ist Bewusstsein?
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Das Konzept des Bewusstseins existiert in der Grauzone, in der Wissenschaft auf Philosophie trifft. Was ist diese Eigenschaft, die Sie und ich haben, die uns auf uns aufmerksam macht, die es uns ermöglicht, zu denken, zu hoffen und zu schaffen?
Wenn wir einen elektrischen Strom durch ein körperloses Gehirn leiten könnten, so dass es genau wie das Gehirn im Kopf einer lebenden Person zu funktionieren scheint, könnten wir dann sagen, dass das Gehirn auch bei Bewusstsein ist? Die Tatsache, dass es keinen universellen Weg zu geben scheint, Bewusstsein zu erkennen oder zu messen, macht es so frustrierend schwer fassbar. Wir können nicht genau verstehen, was uns die Welt verstehen lässt. Und für einige erstaunliche Wahrheiten, die wir kennen, siehe diese 100 fantastischen Fakten über alles.
8 Wo ist die ganze Antimaterie?
Antimaterie ist ein schwieriges Konzept, um den Kopf zu wickeln - es besteht aus Atomen mit den entgegengesetzten elektrischen Ladungen der entsprechenden Materie. Wann immer Wissenschaftler in einem Labor (winzige) Mengen Antimaterie erzeugen konnten, erzeugen sie auch die gleiche Menge an Materie, und die beiden Substanzen heben sich schnell in einem Energiestoß auf.
Was an diesen Experimenten so verwirrend ist, ist, dass Wissenschaftler sie durchführen, um den Urknall zu verstehen, von dem angenommen wird, dass er die gesamte Materie im Universum geschaffen hat. Wenn das Erschaffen von Materie jedoch das gleichzeitige Erzeugen einer gleichen Menge Antimaterie bedeutet, warum existiert unser Universum - so voller Materie wie es ist - überhaupt? Wo ist all diese Antimaterie geblieben und warum hat sie die Sache nicht aufgehoben?
9 Warum ist das Universum so schwer?
Wenn Astrophysiker sich hinsetzen, um eine breite Formel zu berechnen, die das Verhalten des Universums beschreibt, können sie einigermaßen genaue Arbeit leisten… wenn sie davon ausgehen, dass es dort draußen eine enorme Menge an Masse gibt, die wir noch nicht erkennen können.
Dieses unsichtbare Zeug oder diese "dunkle Materie" macht etwa 95% der Masse im Universum aus, und dennoch wissen wir nicht, was es ist, wo es ist oder warum wir es nicht beobachten können. Astronomen sind sogar auf Hinweise auf "dunkle Energie" gestoßen, die das Universum zur Expansion drängt.
10 Können wir Energie genauso erzeugen wie die Sonne?
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Nicht alle Geheimnisse der Wissenschaft sind so abstrakt wie die Dunkle Materie. Einige sind so praktisch wie die Suche nach einem Weg zur Stromerzeugung. Da wir wissen, dass fossile Brennstoffe begrenzt sind, müssen wir einen erneuerbaren und sauberen Weg finden, um Energie zu erzeugen.
Wir wissen, wie Sterne dies tun - indem sie Moleküle aufspalten oder miteinander verschmelzen -, aber wir müssen noch einen Weg finden, sie im menschlichen Maßstab sicher zu reproduzieren. Wenn wir einen Weg finden, Energie durch Aufspaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu erzeugen, haben wir möglicherweise den heiligen Gral der erneuerbaren Energien gefunden.
11 Wie leben wir mit Bakterien?
Die Entwicklung von Antibiotika ist wahrscheinlich die bedeutendste Entdeckung in der modernen Medizin, da sie nicht nur einige Krankheiten direkt heilt, sondern auch Verletzungen und Operationen unendlich überlebensfähiger macht.
Der übermäßige Gebrauch von Antibiotika hat jedoch dazu geführt, dass sich einige Bakterien zu Formen entwickelt haben, die unsere Medikamente nicht schlagen können. Wie wir dieses Problem überwinden können, ohne in eine Art Wettrüsten mit Keimen einzutreten oder die guten Bakterien abzutöten, die wir zum Leben brauchen, erfordert eine kontinuierliche Untersuchung der bakteriellen DNA. Bemerkenswerterweise entdecken wir immer noch neue Bakterien an unerforschten Orten wie dem Tiefseeboden.
12 Ist der Ozean die eigentliche Endgrenze?
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In Bezug auf den tiefen Ozean schätzen Meeresbiologen, dass wir nur etwa 5% des Meeresbodens erkundet haben. An vielen Stellen ist der Boden so tief und das Wasser darüber so schwer, dass wir unbemannte Sonden senden müssen, um Bilder und Proben für das Studium aufzunehmen.
Die Organismen, die wir bisher gefunden haben, sind wissenschaftlich gesehen einfach komisch. Es gibt Röhrenwürmer, die auf Schwefelquellen und Fischen mit transparenten Köpfen und einer Substanz leben, die bei der Behandlung der Alzheimer-Krankheit helfen könnte. Was haben wir noch nicht gefunden? Sehen Sie, was Sie sonst noch nicht über den Ozean wissen, und lesen Sie 30 Fakten über die Weltmeere, die Sie umhauen werden.
13 Müssen wir sterben?
Wir leben bereits viel länger - und gesünder - als unsere Vorfahren. Gibt es also eine Grenze dafür, wie lange die Wissenschaft ein menschliches Leben verlängern kann? Natürlich ist es zwei sehr unterschiedliche Dinge, den Tod zu verzögern und ihn insgesamt zu verhindern, aber unser zunehmendes Verständnis von Alterung, Krankheiten und unserer eigenen DNA stößt an die Obergrenze unserer Lebensspanne. Wissenschaftler haben bereits Wege gefunden, um das Altern in einzelnen Zellen umzukehren, aber sie sind noch weit davon entfernt, diese Forschung in ein brauchbares medizinisches Verfahren umzusetzen.
14 Wie schnell und klein können Computer sein?
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Der Vergleich der raumgroßen Lochkartencomputer der 1960er Jahre mit den Telefonen, die wir jetzt in unseren Taschen haben, ist fast komisch. Für die Programmierer vor 50 Jahren scheint ein Smartphone die ausgefallenste Science-Fiction zu sein. Wird sich dieser Trend fortsetzen? Werden Computer unendlich kleiner und leistungsfähiger?
Obwohl Transistoren beim Schrumpfen schneller werden, nähern wir uns der Grenze, die für die Übertragung von Elektrizität erforderlich ist. Wenn Informatiker jedoch Chips herstellen können, die durch Lichtenergie anstelle von elektrischer Energie kommunizieren, wird diese Grenze verschwinden.
15 Wird künstliche Intelligenz passieren?
Natürlich haben wir jetzt Maschinen, die angemessen als "Roboter" bezeichnet werden könnten - sie bauen beispielsweise unsere Autos und verpacken unsere Süßigkeiten. Wenn die meisten Menschen jedoch über Roboter sprechen, beziehen sie sich auf Maschinen mit künstlicher Intelligenz.
Amüsanterweise haben Wissenschaftler gesagt, dass die KI-Technologie seit den 1960er Jahren wahrscheinlich etwa 15 bis 20 Jahre in der Zukunft liegt. Ein Problem ist, wie man Erfolg definiert - simuliert es menschliches Verhalten oder verbessert es menschliche Fähigkeiten wie die Mustererkennung? Bringen Sie das heikle Thema des Bewusstseins mit und es gibt immer noch mehr Fragen als Antworten, wenn es um menschenähnliche KI geht. Um herauszufinden, was andere Dinge sagen, die Experten nicht sehen werden, schauen Sie sich 20 lange vorhergesagte Technologien an, die niemals passieren werden.
16 Wie groß wird die Bevölkerung?
Ab 1987 gab es 5 Milliarden Menschen auf dem Planeten. Wir haben 1999 6 Milliarden und 2011 7 Milliarden überschritten, und die besten Schätzungen zeigen, dass wir bis 2023 8 Milliarden überschritten haben. Also… gibt es eine Grenze?
Die meisten Wissenschaftler gehen davon aus, dass dies der Fall ist, aber sie unterscheiden sich darin, was diese Grenze ist und wie schnell wir sie erreichen werden. Es wird erwartet, dass unzureichende Ressourcen das Bevölkerungswachstum nach 2037 verlangsamen werden, aber wie genau das aussehen wird, steht zur Debatte. Nahrung, sauberes Wasser und Treibstoff sind begrenzende Faktoren. Wie viele Menschen kann unser Planet also über einen längeren Zeitraum hinweg unterstützen? Wenn Sie wissen möchten, worauf wir uns vorbereiten sollten, lesen Sie 30 Dinge, von denen Wissenschaftler sagen, dass sie passieren werden, wenn die Bevölkerung weiter wächst.
17 Werden wir jemals alles wissen?
Diese Frage bringt die wissenschaftliche Methode auf den Punkt: Beobachten eines Phänomens, Erstellen eines Modells oder einer Erzählung, die das Phänomen beschreibt, und Verwenden dieses Modells, um Vorhersagen zu treffen. Die Wissenschaft der letzten Jahrhunderte hat jedoch das übertroffen, was wir mit bloßem Auge beobachten können, sodass neue Entdeckungen auf immer komplizierteren Technologien beruhen. Die Werkzeuge, die wir haben, sind unvollkommen und daher begrenzt. Wie viel können wir also wirklich wissen? Wir werden vielleicht nie in der Lage sein, ein Modell zu erstellen, das alles beschreibt, aber wie nahe können wir kommen?
18 Wie groß ist das Universum?
Derzeit können wir mit Teleskopen verschiedener Art etwa 46, 5 Milliarden Lichtjahre in alle Richtungen "sehen". Kein Wissenschaftler glaubt jedoch, dass das Universum in der Entfernung, in der wir es nicht mehr beobachten können, nicht mehr existiert. Wie weit reicht es dann?
Wenn das Universum flach ist, könnte es theoretisch unendlich sein. Wenn es jedoch eine Kurve hat, die sogar kleiner ist als unsere Instrumente, kann sie die Form einer Kugel haben und daher begrenzt sein. Wenn sich unsere Technologie verbessert, werden wir wahrscheinlich weiter sehen können, aber wir werden möglicherweise nie genau wissen, wo sie endet.
19 Was ist vor dem Urknall passiert?
Während das Wort "Knall" an eine Explosion erinnert, wird der Urknall besser als der Moment beschrieben, in dem sich der Raum selbst auszudehnen begann und die Physik, wie wir sie kennen, begann. Das Problem ist, dass wir die Physik selbst brauchen, um das Universum zu beschreiben. Die Frage, wie das Universum vor der Physik war, ist wie die Frage, was südlich des Südpols liegt.
Es ist möglich, dass die Quantenmechanik das Universum vor dem Urknall beschreibt, aber wir wissen nicht sicher, ob diese Gesetze vor den Gesetzen der Physik in Kraft waren.
20 Können wir unser Gehirn auf Computer herunterladen?
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Dies ist eine Frage, auf die Wissenschaftler in den nächsten Jahrzehnten eine Antwort hoffen. Mit zunehmender Geschwindigkeit und Komplexität von Computern nähern wir uns dem Tag, an dem künstliche Technologie die Leistung des menschlichen Gehirns annähern kann.
Natürlich gibt es einige erhebliche Hürden: Supercomputer können nicht mehrere Berechnungen gleichzeitig ausführen, und der für die richtige Verarbeitungsgeschwindigkeit erforderliche Speicherplatz wäre enorm. Obwohl sich unsere Fähigkeit, das Gehirn auf die Synapse abzubilden, verbessert hat, sind wir noch Jahre davon entfernt, einen menschlichen Geist kopieren und einfügen zu können.
21 Wie schlau kann eine Person sein?
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Bevor jemand diese Frage beantworten kann, muss er sich auf eine Definition von Intelligenz festlegen. Ist es nur IQ? Erinnerung? Die Fähigkeit, mehrere komplexe Aufgaben gleichzeitig zu erledigen? Die Fähigkeit zu schaffen?
Wenn Sie sich für IQ entscheiden, da es eine greifbare Metrik bietet, beachten Sie, dass es sich um eine Vergleichsmethode handelt, sodass der höchstmögliche "IQ" nur so hoch ist wie der derzeit intelligenteste Mensch der Welt. Denken Sie auch daran, dass sich IQs ändern können und von kulturellen Faktoren beeinflusst werden können. Vielleicht sollten wir stattdessen die Frage stellen: "Was bedeutet es, klug zu sein?"
22 Werden wir jemals in der Lage sein, Wirtschaftscrashs vorherzusagen?
Wirtschaft ist auch eine Wissenschaft, obwohl sich ihre Vorhersagen auf makroökonomischer Ebene noch nicht als wertvoll erwiesen haben. Nach der Finanzkrise von 2008 fragten viele Menschen: "Wie hat das niemand kommen sehen?"
Die Wahrheit ist natürlich, dass einige Ökonomen dies getan haben, aber diese Leute sind nicht unbedingt seltene Genies auf diesem Gebiet - ihre Daten und Vorhersagemodelle waren in diesem Fall einfach richtig.
Die Wirtschaft umfasst so viele mathematische und psychologische Variablen, dass es ebenso schwer zu erraten ist, was ganze Finanzsysteme tun werden, wie alle Entscheidungen zu erraten, die eine einzelne Person in ihrem Leben treffen wird. Unsere Berechnungen können sich verbessern, wenn wir mehr Daten sammeln, aber die Überschneidung von wissenschaftlichen Einschränkungen mit menschlicher Unvorhersehbarkeit bedeutet wahrscheinlich, dass wir niemals ein Modell für die Wirtschaft haben werden, wie wir es beispielsweise für die Replikation einer Zelle tun.
23 Was macht uns menschlich?
Wir wissen instinktiv, ob ein Organismus oder eine Maschine ein Mensch ist oder nicht. Tiere wie Papageien und Delfine mögen etwas haben, das sich der menschlichen Intelligenz nähert, aber nur wenige würden argumentieren, dass sie allein menschlich sind. Die Leute würden auch nicht sagen, dass Schimpansen, unsere engsten Verwandten, mit denen wir 96% unseres genetischen Materials teilen, Menschen völlig gleichwertig sind.
Wo ist die Trennlinie? Würden wir es wissen, wenn wir es sehen würden? Ist eine Persönlichkeit außerhalb des Homo sapiens sapiens möglich ? Wir haben keinen endgültigen Test, der eine Ja- oder Nein-Antwort geben kann.
24 Ist es Natur oder Nahrung?
Nur weil diese Frage alt ist, heißt das nicht, dass sie noch nicht relevant ist. Wir verstehen die Genetik besser als je zuvor, aber wie viel von dem, was wir sind, stammt aus unserer DNA und wie viel aus der Umwelt, in der wir aufgewachsen sind?
Ethische Überlegungen schränken Wissenschaftler in Bezug auf Experimente ein - es wäre undenkbar grausam, ein Baby in einer Kiste ohne jegliche Interaktion aufzuziehen -, daher werden wir es wahrscheinlich nie genau wissen. Wie immer ist es jedoch sinnvoll, so viel wie möglich zu verstehen.
25 Gibt es eine einheitliche Theorie der Physik?
Die Physik, mit der Sie wahrscheinlich vertraut sind, zumindest in sehr einfachen Begriffen, ist die, die Sie in der High School lernen - Masse, Geschwindigkeit, Schwerkraft usw. Einstein hat diesen Zweig der Physik auf das Äußerste gebracht und die allgemeine Relativitätstheorie verwendet, um beide Räume zu beschreiben und Zeit. Wenn Sie jedoch versuchen, das Verhalten der kleinsten subatomaren Teilchen zu beschreiben, benötigen Sie die Quantenmechanik.
Das Problem tritt auf, wenn Sie versuchen, mithilfe der Quantenmechanik Galaxien oder die allgemeine Relativitätstheorie Atome zu beschreiben. Was wir beobachten, stimmt einfach nicht mit dem überein, was diese Theorien sagen, sollte passieren. Wenn Physiker eine "einheitliche Theorie" erwähnen, ist dies das, worüber sie sprechen - eine Möglichkeit, die allgemeine Relativitätstheorie mit der Quantenmechanik zu verbinden, die für beide sinnvoll ist. Tipps und Tricks für ein glückliches Leben finden Sie unter Wie man glücklich ist, so Albert Einstein.
26 Was passiert in einem Schwarzen Loch?
In Schwarzen Löchern treffen sich allgemeine Relativitätstheorie und Quantenmechanik. Wenn ein massereicher Stern stirbt, fällt er in sich zusammen und wird so klein und dicht, dass er eine Singularität bildet. Die Schwerkraft um etwas so Schweres ist so stark, dass nicht einmal Licht entweichen kann, was schwarzen Löchern ihren Namen gibt.
Die allgemeine Relativitätstheorie beschreibt, was wir von Schwarzen Löchern beobachten können, aber um zu verstehen, was in ihren Ereignishorizonten vor sich geht, brauchen wir wahrscheinlich die Quantenmechanik. Da wir diese Konzepte zwischen den beiden Arten der Physik noch nicht "übersetzen" können, ist es leider schwierig, eine solide Theorie dessen zu bilden, was wir noch nicht erkennen können.
27 Sind wir allein im Universum?
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"Der Weltraum ist groß", schrieb der Schriftsteller Douglas Adams. "Wirklich groß. Du wirst einfach nicht glauben, wie groß, gewaltig, umwerfend groß es ist."
Wie können wir wirklich sagen, dass es kein anderes Leben gibt, wenn wir nur den kleinsten Teil davon erforscht haben? Wir wissen, dass einige andere Planeten oder Monde Sauerstoff und flüssiges Wasser enthalten. Wir haben sogar einige Signale aus dem Weltraum gehört, die Wissenschaftler nicht erklären konnten.
Bisher haben wir keine endgültigen Beweise dafür gefunden, dass sich das Leben - selbst einzellige Organismen - irgendwo anders als auf der Erde entwickelt, aber es wäre die Höhe der Hybris, zu erklären, dass dies bedeutet, dass wir es niemals tun werden. Wenn Sie mehr über das verrückte Leben derer erfahren möchten, die den Weltraum erkunden, schauen Sie sich 27 verrückte Dinge an, die Astronauten tun müssen.
