Schlagwort-Archive: Geschichte

Buchmesse: Giganten der Physik

Aus den Lebensbeschreibungen geistig großer Männer wissen wir, dass sich in ihnen das Ideal dramatischer Spannung nur selten verwirklicht. Sie sind keine Romanhelden mit verwickelten Erlebnissen und abenteuerlichen Daseinsproblemen, welche die Fantasie der Betrachter sonderlich beschäftigen können. Wer ihre Entwicklung verfolgt, der bemerkt bei den meisten das Vorwalten der inneren Linie, deren Verlauf sich nur aus dem Studium ihrer Werke erschließt, nicht im Gewirr äußerlich bewegter Gestaltungen. Der geistig Bedeutende, auf gedankliche Innenarbeit konzentriert, behält nur selten die Zeit übrig, um daneben eine im epischen Sinne interessante Figur zu werden. Der nachschaffende Dichter findet in ihm kein Modell, und nur in Ausnahmefällen ist es geglückt, sein Leben als ein Kunstwerk darzustellen.
Es wäre ein vergebliches Bemühen, Einsteins Leben als einen solchen Ausnahmefall zu behandeln. Man kann die Phasen seiner Entwicklung nachzeichnen, allein weder der Beschreiber, noch der Leser werden es sich verhehlen dürfen, dass diese Aufzeichnungen das Bild des Mannes nur äußerlich, chronologisch vervollständigen können. Immerhin wird eine Schrift, die sich mit ihm beschäftigt, nicht an der Aufgabe vorbeikönnen, sein Curriculum vitae zu liefern. Und wenn es teilweise etwas aphoristisch, ungegliedert ausfällt, so möge man im Auge behalten, dass es auf dem Boden der Konversation zwischen Alexander Moszkowski und Einstein entstanden ist, in Einzelheiten der Gespräche, die je nach Anlass verschiedene Episoden seines Daseins berührten. Hier nun seine Beschreibung:
Einsteins Lebensgeschichte beginnt in Ulm, der Stadt, die das höchste Bauwerk in Deutschland besitzt. Gern würde ich mich auf die Warte des Ulmer Münsters stellen, um von ihm aus eine Rundsicht über Alberts Jugend zu gewinnen; allein der Ausblick versagt, es zeigt sich nichts am Horizont, und alles beschränkt sich auf die dürftige Wahrnehmung, dass er hier im März 1879 zur Welt kam. Zu erwähnen bliebe nur die schon an anderer Stelle genannte Einzelheit, dass es etwas Physikalisches war, das zuerst die Aufmerksamkeit des Kindes in Anspruch nahm. Sein Vater zeigte ihm einmal, als er im Bettchen lag, einen Kompass, lediglich in der Absicht, ihn spielerisch zu beschäftigen. Und in dem fünfjährigen Knaben weckte die schwingende Metallnadel zum ersten Mal das große Erstaunen über unbekannte Zusammenhänge, das den im Unterbewusstsein schlummernden Erkenntnistrieb ankündigte. Für den erwachsenen Einstein besitzt die Rückerinnerung an jenes psychische Erlebnis offenbar eine starke Bedeutung. In ihm scheinen sich alle Eindrücke der frühen Kindheit zu verlebendigen, umso stärker, als die übrigen physikalischen Gegebenheiten, wie etwa der freie Fall eines nicht unterstützten Körpers, gar keinen Eindruck auf ihn hervorbrachten. Der Kompass und immer nur der Kompass! Dies Instrument redete zu ihm in einer stummen Orakelsprache, wies ihn auf ein elektromagnetisches Feld, das sich ihm Jahrzehnte später zu fruchtbaren Studien erschließen sollte. …

Bibliographische Angaben:
Buchtitel: Giganten der Physik: Die Top10-Physiker der Menschheitsgeschichte
Autor(en): Klaus-Dieter Sedlacek;
Taschenbuch: 216 Seiten
Verlag: Books on Demand
ISBN 978-3-7431-3800-1
Ebook: ISBN 978-3-7431-2224-6
Bezug über alle relevanten Buchhandlungen, Online-Shops und Großhändler – z. B. Amazon, Apple iBooks, Tolino, Google Play, Thalia, Hugendubel uvm.

Rezensionsexemplar: presse(at)bod.de

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Die produktivsten Erfinder, Schriftsteller und Gelehrten aller Zeiten

Zeichnung von Leonardo da Vinci:  Helicopter und Flügel
Zeichnung von Leonardo da Vinci: Helicopter und Flügel


Leonardo da Vinci, der nach neuer Wertung »nebenher Maler und Bildhauer« war, im Hauptberuf aber Ingenieur, Physiker und Erfinder, ist auch den fruchtbarsten Schriftstellern aller Zeiten zuzurechnen.

Die Gesamtzahl seiner Buchwerke beträgt 120; viele davon sind untergegangen und teilen das Vergänglichkeitslos seiner Bildhauerarbeiten. Aber die Zahl der von Leonardo herrührenden Blätter mit Abhandlungen, Entwürfen und Berechnungen, soweit sie noch heute erhalten sind, geht immer noch in die Tausende!

Raimundus Lullus, (geboren 1235), Urheber der »Ars magna Lulli«, der man ehedem in der philosophischen Welt eine gewisse Bedeutung beimaß, betätigte sich als einer der kräftigsten Vielschreiber. Die Mindestzahl der von ihm herrührenden Schriften theologischen, philosophischen und alchimistischen Inhalts beträgt 500. Nach andern Quellen hat des Lullus Produktivität das Riesenmaß von 4000 Schriften erreicht.

Die Produktion des spanischen Dichters Lope de Vega ist in ihrer Üppigkeit weit über die Grenzen seiner Heimat sprichwörtlich geworden. Seiner eigenen Rechnung zufolge hat er bis zum Jahre 1631 weit über 1500 Komödien und 400 kleinere Bühnenspiele verfasst Ungefähr 500 davon sind erhalten, während die Mehrzahl verloren ging. Dazu kommt bei dem nämlichen Autor eine enorme Menge von Schriften erzählenden, lyrischen und didaktischen Inhalts, die in einer Madrider Ausgabe 21 weitere Bände füllten.

Auch Vegas genialer Landsmann Calderon hat mit seinen Gaben nicht gekargt. Er erreichte und überschritt mit seinen dramatischen Werken die Zahl 200.

Honoré de Balzac brachte es in seinem arbeitsreichen Leben bis auf 90 Romane und Novellen, die zusammen eine Bibliothek von 120 Bänden ausmachen.

Die Produktivität des älteren Alexandre Dumas wird von Eduard Engel in seiner Geschichte der französischen Literatur drastisch gekennzeichnet: Man hat berechnet, dass Dumas mehr als dreimal so viel zusammengeschrieben hat als Voltaire, dessen sämtliche Werke etwa hundert Bände umfassen. Scherzhaft wurde gesagt, aber man könnte es ebenso wohl im Ernst aussprechen: Niemand habe Dumas’ sämtliche Werke gelesen, nicht einmal – Dumas selber. Es gibt eine gut beglaubigte Anekdote, dass Dumas von einem der Romane, die seinen Namen trugen, unbefangen sagte: »Je l’ai signé, mais je ne l’ai pas lu.« Der Katalog seines Verlegers Lévy weist genau 300 Bände von Dumas dem Älteren aus, und dieser Katalog ist unvollständig!

Von den Gelehrten behauptet der große Mathematiker Leonhard Euler den Gipfel der Unbegreiflichkeit. Ihn feiert M. Cantors Monumentalwerk der Geschichte der Mathematik: „Man wird kaum ein Gebiet der reinen und angewandten Mathematik nennen können, in welchem Euler nicht tätig war, und Tätigkeit hieß bei ihm bahnbrechender Erfolg. Eine Gesamtausgabe alles dessen, was Euler geschrieben hat, würde mindestens 2000 Druckbogen stark werden.” Also nach der Größe gemessen mehr als 30 Bände größten Lexikonformats, worin Zeile auf Zeile die schwierigsten Probleme mit dem Maximum des Scharfsinns behandelt werden!

Auch unser Alexander von Humboldt kann sich in der Reihe der Hochproduzenten sehen lassen. Es genüge der Hinweis auf eine Notiz des Professors Leunis, der vom Jahre 1856 lakonisch meldet: »Humboldts sämtliche Werke kosten an 3000 Taler!« Das ist nach heutigem Wert mehr als 1 Million Euro.

Buchtipp:
Der Widerhall des Urknalls: Spuren einer allumfassenden transzendenten Realität jenseits von Raum und Zeit

Kann Religion die Übel der Welt rechtfertigen?

Die Theologie reklamiert für sich rationales Denken und Wissenschaftlichkeit – trotz ihrer Bindung an die Religion. Dabei geht es ihr vor allem darum, innere Widersprüche zu beseitigen, aber auch um die Auseinandersetzung und Abstimmung mit anderen Disziplinen. Doch ist hier ein Konsens überhaupt möglich? Kann Religion die Übel der Welt rechtfertigen? weiterlesen

Die Anfänge menschlichen Denkens

Bild CC BY SA Gerbil

Gemeinsam mit Anthropologen, Genetikern und Neurologen rekonstruieren Archäologen die Anfänge unseres Denkens – und damit den Ursprung unserer Gesellschaften, Traditionen und unserer Kultur.

Vor zweieinhalb Millionen Jahren gebrauchten unsere Vorfahren erstmals einfache Steine, um Nüsse aufzuschlagen. Was wenig spektakulär klingt, war in Wahrheit eine revolutionäre Denkleistung. Denn das Knacken der Nuss verlangte planvolles Handeln: Die Vormenschen mussten zunächst vom eigentlichen Objekt der Begierde ablassen und sich ein Werkzeug besorgen. Erst über diesen Umweg gelangten sie ans Ziel – eine gedankliche Leistung, die den Weg für weitere Innovationen ebnete: Schon bald verstanden sich die frühesten Menschen darauf, Holz zu bearbeiten, das Feuer zu nutzen und schließlich Kunstobjekte zu fertigen.

Im Titelthema der Ausgabe 3/2011 von epoc, dem Magazin für Archäologie und Geschichte, beleuchten renommierte Forscher die lange Geschichte der Menschwerdung aus archäologischer und naturwissenschaftlicher Sicht. Im Mittelpunkt ihrer Forschungen steht zum einen die biologische Entwicklung unseres Denkorgans und unserer Gene. Wie deren Evolution letztlich zu unseren einzigartigen kognitiven Fähigkeiten wie kreatives Gestalten oder artikuliertes Sprechen führte, beschreibt die Archäologin Miriam Haidle von der Heidelberger Akademie der Wissenschaften. Anhand fossiler Schädel und Knochen können Paläoneurologen und Biologen die Hirnstruktur von Vor- und Frühmenschen rekonstruieren und die wandlungsreiche Geschichte unseres Erbguts nachzeichnen. Andererseits verraten Steinwerkzeuge und Schmuckgegenstände den Archäologen, wann die geistigen Fähigkeiten des Homo sapiens erwachten und in welchem Maß sie im Verlauf der Evolution zunahmen.

Vor 40 000 Jahren, als der moderne Mensch den europäischen Kontinent besiedelte, erreichten seine kognitiven Fähigkeiten ziemlich unvermittelt ganz neue Dimensionen. Nirgendwo ist das so eindrücklich belegt wie auf der Schwäbischen Alb! Dort entdeckten die Tübinger Archäologen um Nicholas J. Conard einzigartige Objekte, die den Beginn unserer modernen Gesellschaftssysteme und der bildenden Kunst markieren: Elfenbeinfigurinen von Mammut oder Pferd, die “Venus vom Hohle Fels” oder Knochenflöten. Der Mensch hatte anders als der Neandertaler eine komplexe Symbolsprache entwickelt, lautet die Deutung der Archäologen – ein feiner Unterschied, der entscheidend zu unserem Überleben als einzige Menschenart beitrug. (Quelle: epoc, Ausgabe 3/2011,  Foto: CC-BY-SA Gerbil)

Lebensbausteine im Kometenstaub entdeckt

NASA-Wissenschaftler haben Glycin, einen grundlegenden Baustein des Lebens, in den Proben entdeckt, welche die Raumsonde Stardust vom Kometen Wilde 2 zur Erde zurückgebracht hat.
„Glycin ist eine Aminosäure, die von lebenden Organismen verwendet wird, um Proteine zu bilden. Es ist das erste Mal, dass eine Aminosäure in einem Kometen gefunden wurde,” sagte Dr. Jamie Elsila vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Md. „Unsere Entdeckung stützt die Theorie, dass die Bausteine des Lebens im Weltraum gebildet wurden und vor langer Zeit durch Meteoriten- und Kometeneinschläge auf die Erde gelangten.”
Die Forschungsergebnisse wurden am 16. August während der Sitzung der amerikanischen chemischen Gesellschaft im Marriott Metro Center in Washington, DC, von dem auf dem Fachgebiet führenden NASA-Forscher Elsila präsentiert.
„Die Entdeckung des Glycins in einem Kometen stützt die Theorie, dass die grundlegenden Bausteine des Lebens im Raum weit verbreitet sind und verstärkt das Argument, dass Leben im Universum eher häufig vorkommt, als selten,”, sagte Dr. Karl Pilcher, Direktor des Instituts der NASA-Astrobiologie, eines der Initiatoren des Forschungsprojekts.
Glycin ist ein wichtiger Bestandteil nahezu aller Proteine. Die Proteine wiederum sind praktisch die Moleküle des Lebens. Sie kommen in allen lebendigen Strukturen vor, vom Haar bis zu den Enzymen. Als Katalysatoren beschleunigen oder regulieren sie die chemischen Reaktionen. Genauso wie die 26 Buchstaben des Alphabetes grenzenlos kombiniert werden können, um Wörter zu bilden, benutzt das Leben 20 verschiedene Aminosäuren in einer riesigen Vielfalt an Zusammenstellungen, um Millionen verschiedener Proteine zu bilden.
Stardust durchquerte am 2. Januar 2004 den dichten Gas- und den Staubschweif, der den Eiskern von Wild 2 umgibt. Während das Raumfahrzeug durch das Material flog, füllten die aufgefangenen Gas- und Staubpartikel ein Rasterfeld aus speziellem Aerogel, welches zu mehr als 99 Prozent aus leerem Raum bestand. Das Rasterfeld wurde danach in einer Kapsel verstaut. Diese wurde vom Raumfahrzeug getrennt und am 15. Januar 2006 mit einem Fallschirm zur Erde befördert. Seitdem sind Wissenschaftler aus aller Welt bemüht, die Proben zu analysieren, um die Geheimnisse des Kometen zu entschlüsseln und die Geschichte unseres Sonnensystems zu erforschen.
„Wir entdeckten, dass das von der Stardust zurückgebrachte Glycin eine außerirdische Struktur hat. Dies zeigt uns, dass das Material von dem Kometen stammt,”, sagte Elsila.
„Die Entdeckung der Aminosäuren in der zurückgebrachten Materialprobe des Kometen ist aufregend und fundamental,”, sagte Stardust-Hauptforscher Professor Donald E. Brownlee von der Washington-Universität in Seattle. „Es ist auch ein bemerkenswerter Triumph, der zeigt, wie die Fähigkeit ursprünglich außerirdisches Material zu analysieren, zugenommen hat.” (Quelle: NASA)

Mit dem Teufel im Bunde

Von Waldgeistern, Kobolden und Dämonen
Als die Volksmagie noch zum Christentum gehörte

“Knochen zu Knochen, Blut zu Blut, Glied zu Glied, als seien sie zusammengefügt!” So lautet der Zweite Merseburger Zauberspruch aus dem 10. Jahrhundert. Seine Überlieferungsgeschichte verrät, wie das christliche Weltbild im frühen Mittelalter das heidnische ablöste, berichtet das Geschichtsmagazin epoc (5/09).
Das aktuelle Titelthema “Magie im Mittelalter” gibt einen Einblick in die Volksmagie mit ihren Amulette, Alraunen und Zaubersprüchen, die die Menschen als magischen Bestandteil des Christentums verstanden. Theologen verurteilten die Zauberpraktiken jedoch. Papst Silvester II. (945-1003) kannte sich in den Naturwissenschaften und der Mathematik aus. Seine Zeitgenossen verdächtigten ihn deshalb, mit dem Teufel verbündet zu sein.

Der Merseburger Zauberspruch beschwört die Heilkraft des Gottes Wotan. Die Verse wurden im 19. Jahrhundert in einer Schrift voller christlicher Texte und Gebete entdeckt – ohne erkennbaren Bezug zu ihnen. Bis heute wissen Historiker nicht, wie die heidnische Formel in das Kirchenbuch geriet. Sie haben aber herausgefunden, wie das Christentum das Heidentum verdrängte: Mit der Taufe bekehrten sich die Menschen zu Christus und sagten sich von den alten Göttern los. Ihre magischen Rituale gaben sie deshalb aber nicht auf, wie zahlreiche überlieferte Zaubersprüche belegen. Sie gleichen der Merseburger Handschrift inhaltlich und formal – mit einem Unterschied: Die Namen der germanischen Götter wurden durch Gottvater, Jesus Christus und den Heiligen Geist ersetzt.

Wer im Mittelalter auf eine gute Ernte, Beistand vor Gericht oder Schutz auf einer Reise hoffte, versuchte seinem Glück mit Magie auf die Sprünge zu helfen. Häufig zauberten die Menschen mit Hilfe eines Priesters oder Mönchs oder sie versuchten sich selbst in Zaubersprüchen, trugen Amulette bei sich und stellten Essen für freundliche Kobolde bereit. Bis ins 18. Jahrhundert hinein durchdrang die Volksmagie das Leben der Menschen.

Unter gelehrten Theologen kam magisches Denken vor allem ab dem 14. und 15. Jahrhundert in Verruf: Einige bewerteten die Zauberpraktiken als Unfug oder Teufelswerk. Andere sahen darin ein Überbleibsel des Heidentums. Doch solche Dispute fanden fast ausschließlich in den Universitäten statt. Für die meisten Menschen gehörte die Volksmagie zum magischen Christentum – und blieben ihr treu.

Die negative Sicht der Magie in Theologen- und Gelehrtenkreisen beeinflusste auch den Nachruf auf einen klugen Mann: Papst Silvester II. Der Geistliche beschäftigte sich schon vor seiner Berufung in das heilige Amt im Jahr 999 mit Astronomie, Mathematik und Musik. Da seine Zeitgenossen seine Gedanken nicht nachvollziehen konnten, geriet der gelehrte Franzose schon zu Lebzeiten unter den Verdacht, mit dem Teufel im Bund zu stehen. Seine Karriere als Geistlicher nahm dadurch zwar keinen Schaden – sein Andenken in späteren Jahren aber schon. Quelle: epoc, 5/2009

Bakterien produzierten Milliarden Tonnen Eisenerz

Alternierende Schichten von schwarzen und orangefarbenen Eisen- und Silikatmineralen in 2,5 bis 2,6 Milliarden Jahre alten präkambrischen gebänderten Eisenformationen (Gamohaan Hill, in der Nähe von Kuruman, Northern Cape Province, Südafrika).Foto: Andreas Kappler
Wie riesige gebänderte Gesteinsformationen entstanden sind – Veröffentlichung in “Nature”

Vor allem in Südafrika und Australien gibt es mächtige, zwei bis 3,4 Milliarden Jahre alte geologische Formationen aus Eisenoxid und Siliziumdioxid. Manche von diesen sogenannten gebänderten Eisenformationen (englisch: Banded Iron Formations, BIFs) enthalten viele Milliarden Tonnen Eisenoxid und haben eine Ausdehnung von 100.000 Quadratkilometern. Diese Eisenerze decken nicht nur einen Großteil des Weltbedarfs an Eisen, sondern sind auch von besonderem Interesse für die Wissenschaft. Die Wissenschaftler erhoffen sich von der Erforschung dieser Gesteinsformationen Aufschluss über die Entwicklung der Atmosphäre und des Klimas sowie der Evolution von Mikroorganismen in der frühen Erdgeschichte. Wie die Ablagerungen mit den auffälligen Bänderungen entstanden sind, ist bislang unbekannt. Doch die Geomikrobiologen vom Zentrum für Angewandte Geowissenschaften der Universität Tübingen Nicole R. Posth und Florian Hegler unter der Leitung von Prof. Andreas Kappler können jetzt der Entstehungsgeschichte ein wichtiges Puzzleteil hinzufügen. Sie haben erstmals eine plausible Erklärung gefunden, auf welche Weise Mikroorganismen an der Bildung der Eisenerze beteiligt waren und wie sie auch zur Ablagerung der immer im Wechsel mit dem Eisen auftretenden Siliziumdioxid-Schichten beigetragen haben.

Das Eisen im Urozean stammte aus heißen Quellen am Ozeanboden und war als reduziertes, zweiwertiges Eisen im Wasser gelöst. Der Großteil des Eisens in den heutigen BIFs liegt jedoch als oxidiertes, dreiwertiges Eisen vor. Die Forscher wissen deshalb, dass das zweiwertige Eisen zur Ablagerung oxidiert werden musste. Im klassischen Modell zur Entstehung der BIFs wurde angenommen, dass die Oxidation durch Sauerstoff geschah, den frühe einzellige Lebewesen, die Cyanobakterien, durch ihren Stoffwechsel als Abfallprodukt gebildet hatten. Die Forschung der letzten Jahre hat gezeigt, dass zu diesem frühen Zeitpunkt in der Erdgeschichte vermutlich nur sehr wenig oder sogar kein Sauerstoff vorhanden war. Es wurde auch bezweifelt, dass es damals überhaupt schon Cyanobakterien gab. Die Bildung der ältesten BIFs kann also nicht durch Sauerstoff geschehen sein. Denn die ältesten bekannten gebänderten Eisenerze stammen bereits aus dem Präkambrium, sie sind bis zu vier Milliarden Jahre alt – das Alter der Erde wird auf 4,5 bis 4,6 Milliarden Jahre geschätzt.

Andreas Kappler und seine Arbeitsgruppe knüpften bei ihren Forschungen an eine Theorie an, die im Jahre 1969 zum ersten Mal veröffentlicht wurde: Danach sollten die Erze durch eisenoxidierende Bakterien entstanden sein, die zum Leben zwar Licht, aber keinen Sauerstoff benötigten. Allerdings wurden solche anaeroben phototrophen eisenoxidierenden Bakterien erst 1993 in der Natur entdeckt und konnten dann im Labor gezüchtet und untersucht werden. Mit Hilfe von Lichtenergie oxidieren sie zweiwertiges Eisen und setzen es zu dreiwertigem Eisen um – eben zu solchen rostigen Mineralen, wie sie in den BIFs enthalten sind. Die Tübinger Geomikrobiologen entdeckten nun, dass die Ausfällung von Eisen- und Silikatmaterialien in den BIFs natürlichen Temperaturschwankungen unterlag. Die Abhängigkeit von der Temperatur würde auch die bisher unerklärte alternierende Bänderung der Gesteinsformationen erklären: Die Eisenbakterien oxidieren zweiwertiges Eisen nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereiches. Wenn die Temperatur sinkt, werden weniger Eisenoxide gebildet. Im Gegenzug fällt in einer chemischen Reaktion das im Wasser gelöste Siliziumdioxid in Form von festem Silikat aus. Steigt die Temperatur erneut, werden die Eisenbakterien wieder aktiv und lagern die nächste Schicht Eisenminerale ab – und so weiter. Dadurch lässt sich die typische Wechsellagerung von Eisenoxid- und Silikatmineralien erklären.

Durch ihre Arbeiten können die Tübinger Wissenschaftler nicht nur erstmals erklären, wie Mikroorganismen an der Bildung der Bänderung der BIFs beteiligt sind. Die Forschungsergebnisse geben auch weitere Hinweise darauf, dass zu dieser frühen Zeit auf der Erde sauerstoffbildende Bakterien wie die Cyanobakterien nicht die wichtigste Rolle gespielt haben oder vielleicht noch gar nicht vorhanden waren. Damit hätte es auch noch keinen beziehungsweise nur wenig Sauerstoff in der Atmosphäre gegeben. Stattdessen dominierten vor einigen Milliarden Jahren andere Mikroben wie die von den Tübingern untersuchten Eisenbakterien die Ozeane. (Quelle: idw)

Elektronen an zwei Orten gleichzeitig

Video: Die Quantenphysik

In einer Art molekularem Doppelspaltexperiment haben Wissenschaftler des Fritz-Haber-Instituts (FHI) der Max-Planck Gesellschaft in Zusammenarbeit mit Forschern vom California Institute of Technology in Pasadena/USA erstmals an Elektronen nachgewiesen, dass diese gleichzeitig Eigenschaften von Welle und Teilchen besitzen und quasi per Knopfdruck zwischen beiden Zuständen hin- und hergeschaltet.

Vor hundert Jahren begann man den in der Naturphilosophie postulierten dualen Charakter der Natur auch auf der Ebene elementarer physikalischer Vorgänge schrittweise zu erkennen. Albert Einstein war der erste, der 1905 diese Konsequenz aus Plancks Quantenhypothese zog. Er ordnete dem eindeutig als elektromagnetische Welle bekannten Photon Teilchencharakter zu. Dies ist die Quintessenz seiner Arbeit zum Photoeffekt. Später war es vor allem deBroglie, der 1926 erkannte, dass alle uns als Teilchen bekannten Bausteine der Natur – Elektronen, Protonen etc. – sich unter bestimmten Bedingungen wie Wellen verhalten.
Die Natur in ihrer Gesamtheit ist also dual; kein einziger ihrer Bestandteile ist nur Teilchen oder Welle. Niels Bohr führte zum Verständnis dieser Tatsache 1923 das Korrespondenz-Prinzip ein, das vereinfacht besagt: Jeder Bestandteil der Natur hat sowohl Teilchen- als auch Wellencharakter und es hängt nur vom Beobachter ab, welchen Charakter er gerade sieht. Anders gesagt: Es hängt vom Experiment ab, welche Eigenschaft – Teilchen oder Welle – man gerade misst. Dieses Prinzip ist als Komplementaritätsprinzip in die Geschichte der Physik eingegangen.

Albert Einstein war diese Abhängigkeit der Natureigenschaften vom Beobachter Zeit seines Lebens suspekt. Er glaubte, es müsse eine vom Beobachter unabhängige Realität geben. Doch die Quantenphysik hat die Tatsache, dass es keine unabhängige Realität zu geben scheint, im Laufe der Jahre einfach als gegeben akzeptiert, ohne sie weiter zu hinterfragen, da alle Experimente sie immer wieder und mit wachsender Genauigkeit bestätigt haben.

Bestes Beispiel ist das Young’sche Doppelspaltexperiment. Bei diesem Doppelspaltexperiment lässt man kohärentes Licht auf eine Blende mit zwei Schlitzen fallen. Auf einem Beobachtungsschirm hinter der Blende zeigt sich dann ein Interferenzmuster aus hellen und dunklen Streifen. Das Experiment kann aber nicht nur mit Licht, sondern auch mit Teilchen wie z. B. Elektronen durchgeführt werden. Schickt man einzelne Elektronen nacheinander durch den offenen Young’schen Doppelspalt, erscheint auf der dahinterstehenden Photoplatte ein streifenförmiges Interferenzmuster, das keinerlei Information über den Weg, den das Elektron genommen hat, enthält. Schließt man jedoch einen der beiden Spalte, so erscheint auf der Photoplatte ein verwaschenes Abbild des jeweils offenen Spaltes, aus dem man den Weg des Elektrons direkt ablesen kann. Eine Kombination aus Streifenmuster und Lagebild ist in diesem Doppelspaltexperiment jedoch nicht möglich, dazu bedarf es eines molekularen Doppelspaltexperiments.

Obwohl jedes Elektron einzeln durch einen der beiden Spalte zu laufen scheint, baut sich am Ende ein wellenartiges Interferenzmuster auf, als ob sich das Elektron beim Durchgang durch den Doppelspalt geteilt hätte, um sich danach wieder zu vereinen. Hält man aber einen Spalt zu oder beobachtet man, durch welchen Spalt das Elektron geht, verhält es sich wie ein ganz normales Teilchen, das sich zu einer bestimmten Zeit nur an einem bestimmten Ort aufhält, nicht aber an beiden gleichzeitig. Je nachdem also, wie man das Experiment ausführt, befindet sich das Elektron entweder an Ort A oder an Ort B oder an beiden gleichzeitig.
Das diese Doppeldeutigkeit erklärende Bohrsche Komplementaritäts-Prinzip fordert aber zumindest, dass man nur eine der beiden Erscheinungsformen zu einer gegebenen Zeit in einem gegebenen Experiment beobachten kann – entweder Welle oder Teilchen, aber nicht beides zugleich. Entweder ist ein System in einem Zustand des wellenartigen “Sowohl-als-auch” oder aber des teilchenartigen “Entweder-oder” in Bezug auf seine Lokalisierung.

In jüngster Zeit hat eine Klasse von Experimenten ergeben, dass diese verschiedenen Erscheinungsformen der Materie ineinander überführbar sind, das heißt, man kann von einer Form in die andere schalten und unter bestimmten Bedingungen wieder zurück. Diese Klasse von Experimenten nennt man Quantenmarker und Quantenradierer. Sie haben in den letzten Jahren an Atomen und Photonen und seit jüngstem auch an Elektronen gezeigt, das es ein Nebeneinander von “Sowohl-als-auch” und “Entweder-oder” für alle Formen der Materie gibt, also eine Grauzone der Komplementarität. Es gibt demzufolge experimentell nachweisbare Situationen, in denen die Materie sowohl als Welle aber auch als Teilchen gleichzeitig in Erscheinung tritt.

Beispiele dafür sind die Atom-Interferometrie, wo dieses Verhalten 1997 erstmalig bei Atomen, d.h. zusammengesetzten Teilchen, gefunden wurde. In der Ausgabe [nature, 29. September 2005] berichten die Berliner Max-Planck-Forscher gemeinsam mit Forschern vom California Institute of Technology in Pasadena/USA nun von molekularen Doppelspaltexperimenten. Diese beruhen darauf, dass sich Moleküle mit identischen und damit spiegelsymmetrischen Atomen wie ein von der Natur aufgebauter mikroskopisch kleiner Doppelspalt verhalten. Dazu gehört Stickstoff, wo sich jedes Elektron – auch die hochlokalisierten inneren Elektronen – an beiden Atomen gleichzeitig aufhält. Ionisiert man nun ein solches Molekül etwa mit weicher Röntgenstrahlung, führt diese Eigenschaft zu einer wellenartig streng gekoppelten Emission eines Elektrons von beiden atomaren Seiten, genauso wie im Doppelspaltexperiment mit Einzelelektronen.

Die Experimente wurden von Mitarbeitern der Arbeitsgruppe “Atomphysik” des FHI an den Synchrotronstrahlungslaboren BESSY in Berlin und HASYLAB bei DESY in Hamburg durchgeführt. Die Messungen mittels einer Multi-Detektoranordnung für kombinierten Elektronen- und Ionen-Nachweis fanden hinter so genannten Undulator-Strahlrohren statt, die weiche Röntgenstrahlung mit hoher Intensität und spektraler Auflösung liefern. Quelle: idw

Wenn sich jedes Elektron an zwei Orten gleichzeitig aufhalten kann, wie im vorletzten Absatz angeführt, dann hat das Folgen für unser Weltbild. Welche Folgen das sind, ist im Sachbuch mit dem Titel  Unsterbliches Bewusstsein: Raumzeit-Phänomene, Beweise und Visionen näher beschrieben.

Ist das Universum endlich?

Video: Die schönsten Bilder aus dem Kosmos vom Hubble Teleskop aufgenommen.

Ist das Universum ein Donut? Forscher stellen wieder die uralte Frage, ob der Kosmos endlich oder unendlich groß ist – und entdecken neue Wege zu einer Antwort.

Ist der Weltraum unendlich groß, wie es seit Jahren die Kosmologen behaupten? Oder gibt es vielleicht Alternativen zu diesem Weltmodell? Es ist die präzise Vermessung der kosmischen Hintergrundstrahlung – ein Relikt vom Anfang des Universums, dem Urknall -, die den Forschern jetzt neue Wege eröffnet, um zwischen endlichen und unendlichen Modellen des Kosmos zu unterscheiden.

Wie Frank Steiner und sein Team von der Universität Ulm zeigen konnten, ist derzeit auch ein endliches Universum von der Form eines Torus mit den Beobachtungsdaten verträglich.

Torus

Vielleicht nähern wir uns damit allmählich der Antwort auf die über zwei Jahrtausende alte Frage, ob das Universum endlich oder unendlich groß ist. Und wenn der Ulmer Forscher Steiner Recht hat, dann könnte es eine Lösung geben, an die bisher nur wenige gedacht haben. In der Januarausgabe von “Spektrum der Wissenschaft” wird über die Arbeiten von Frank Steiner ausführlich berichtet.

Kosmologische Räume werden gewöhnlich nach ihrer so genannten Krümmung unterschieden. Sind sie positiv gekrümmt, wie etwa die zweidimensionale Oberfläche einer Kugel, haben sie stets ein endliches Volumen. Räume mit negativer Krümmung – wie etwa eine zweidimensionale Satteloberfläche – heißen „hyperbolisch” und können endlich oder unendlich sein. Entsprechendes gilt für flache Gebilde wie etwa die euklidische Ebene. Was diese drei Raumtypen unterscheidet, ist ihre Krümmung: positiv für die Kugeloberfläche, negativ für den hyperbolischen Raum, null für den euklidischen Raum. Solche Räume ohne jede Krümmung nennen die Fachleute gerne „flach”.

Da die globale Geometrie eines Raumes (fachlich: seine Topologie, die Lehre von den Orten) durch seine Krümmung nicht vollständig festgelegt wird, ist diese Dreitypenlehre jedoch nur die halbe Geschichte. So kann auch ein flacher Raum endlich sein. Ein Beispiel für einen flachen, aber endlichen Raum bildet die Oberfläche eines Torus. Ringe beziehungsweise Donuts sind Torusbeispiele in zwei Dimensionen, fachlich ein „Zwei-Torus”.

Den möglichen Hinweisen auf ein endliches Universum sind inzwischen mehrere Forscher nachgegangen, zuletzt Frank Steiners Gruppe von der Universität Ulm. Sie hat seit 1999 mehrere Geometrien untersucht, zuletzt einen so genannten Drei-Torus, die dreidimensionale Version des uns vertrauten zweidimensionalen Rings oder Zwei-Torus. Als Modell unseres Kosmos wäre ein Drei-Torus die einfachste nichttriviale Geometrie eines endlichen flachen Raums.

Die Analyse der Ulmer Forscher setzt in Übereinstimmung mit Himmelsbeobachtungen einen endlichen flachen Raum voraus und vergleicht dann das Drei-Torus-Universum detailliert mit den Daten. Erstaunlicherweise stimmt das Drei-Torus-Modell eines endlichen flachen Raums exzellent mit den Beobachtungsdaten überein, in manchen Bereichen der Messkurven passt es sogar besser als das Standardmodell mit unendlichem flachen Raum.

Wie also wird der Wettstreit zwischen der Standardkosmologie und dem etwas ketzerischen Torus-Gegenmodell ausgehen? Frank Steiner sieht die Dinge pragmatisch: „Die Beobachtungen müssen es entscheiden!” (Quelle: Spektrum der Wissenschaft, Januar 2009)

Mehr zum Thema:
Superloch im All: Paralleluniversum entdeckt?

Kontakt mit Ausserirdischen am 15. November?

Video: Außerirdische im Visier der Forschung

Aliens? Uri Geller schickt Botschaften der Zuschauer ins All

München (ots) – 6. November 2008. Persönliche Botschaften, unbeantwortete Fragen und sogar Fotos: Ab sofort können die Zuschauer auf der Internetseite www.WirSindNichtAllein.ProSieben.de ihre Bilder und Texte hochladen. Uri Geller schickt die Nachrichten ins All – in seiner Show “Uri Geller live – Ufos & Aliens – Das unglaubliche Live-Experiment” am Samstag, 15. November 2008, ab 20.15 Uhr auf ProSieben. “Gemeinsam mit den Zuschauern werden wir Kontakt aufnehmen”, sagt der Mystifier. Per Radioteleskop nehmen die Mitteilungen ihren Weg ins Universum. Auch Uri Geller hat eine persönliche Message für die Aliens: “Wir öffnen unsere Herzen und unsere Gedanken für euch. Wir glauben fest daran, dass ihr irgendwo da draußen seid. Bitte zeigt euch in der Nacht vom 15. November. Die Menschen werden aus den Fenstern sehen und euer Signal erwarten.”

Neben Gästen wie Nina Hagen, Erich von Däniken und Vincent Raven begrüßt Moderator Stefan Gödde im Studio einen Mann und eine Frau, die sich laut eigener Aussage erstmals in einem Raumschiff begegneten. Heute sind die beiden ein Paar und werden während der Sendung unter Hypnose nach ihren Erfahrungen mit Aliens befragt.

Überzeugt von der Existenz Außerirdischer ist Astronaut Dr. Edgar Mitchell, der per Telefon aus den USA zugeschaltet wird. Mitchell war Pilot der Apollo 14 und hat den längsten Mondspaziergang in der Geschichte der Raumfahrt bewältigt. Er sagt: “Im ganzen Universum gibt es weiteres Leben. Ich weiß mit Bestimmtheit, dass wir Menschen nicht allein im Universum sind.”

Was wird am 15. November passieren? Über die ersten Reaktionen berichtet Verena Wriedt aus der Telefonzentrale.

“Uri Geller live – Ufos & Aliens: Das unglaubliche TV-Experiment” am Samstag, 15. November 2008, ab 20.15 Uhr auf ProSieben