Posted in Wissen

Exoplaneten: Wie Sonne und Erde

Die Leuchtkraft des Sterns Kepler-160 ähnelt in hohem Maße derjenigen unserer, hier abgebildeten, Sonne.

Ein zweiter Blick in Beobachtungsdaten des Kepler-Weltraumteleskops bescherte Göttinger Forschern eine Entdeckung, die – sollte sie sich bestätigen – auf eine erdähnliche Welt hindeutet.

Quelle: FAZ.de

Posted in Technologie

Der beste Kandidat unter den erdähnlichen Planeten

Die Entdeckung des Exoplaneten KOI-456.04, der den Stern Kepler-160 umkreist, zeigt, dass wir bewohnbare Planeten öfter um sonnenähnliche Sterne suchen sollten.

Quelle: Technology Review

Posted in WissenschaftAktuell

Weltraumteleskop geht der Treibstoff aus: Kepler macht schlapp

Kepler hat seine Mission im All beendet. Nach neun Jahren ist dem Weltraumteleskop wie erwartet der Treibstoff ausgegangen. Es hat wichtige Erkenntnisse über bewohnbare Planeten geliefert. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

Posted in WissenschaftAktuell

Weltraumteleskop der Nasa: Der Tank ist leer: Ende für Planetenjäger «Kepler»

(Mehr in: RSS-Feed Wissenschaft – die neusten Meldungen zum Thema Wissenschaft von STERN.DE)

Posted in WissenschaftAktuell

Kepler-1625b: Möglicherweise erster Mond außerhalb des Sonnensystems entdeckt

Astronomen haben deutliche Hinweise darauf, dass der Exoplanet Kepler-1625b von einem Mond umkreist wird. Der Trabant wäre deutlich größer als die Erde. (Mehr in: ZEIT ONLINE: Mehr aus Forschung und Wissenschaft)

Posted in WissenschaftAktuell

Kepler-1625b: Forscher finden wohl ersten Exomond

Mit den Teleskopen „Hubble“ und „Kepler“ haben Wissenschaftler möglicherweise den ersten Mond außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt. Der Himmelskörper würde unseren Erdmond winzig aussehen lassen. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

Posted in WissenschaftAktuell

Neues Weltraumteleskop: "Tess" ist neugierig

Dem Weltraumteleskop „Kepler“ geht sehr bald der Sprit aus. Nun schickt die Nasa den Nachfolger ins All. „Tess“ soll bei 20 Millionen Sternen nach Planeten suchen. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

Posted in Allgemein

Happy Birthday Kepler

Eigentlich wäre ja gestern der Abschluss des diesjährigen Weihnachtszyklus (Adventkalender plus Weihnachtsposts) gewesen. Und da “eigentlich” ein Wort ist, das nicht zum guten Stil gehört, war es das auch wirklich. Vor allem möchte ich mich … Weiterlesen (Mehr in: KosmoLogs)

Posted in WissenschaftAktuell

Exoplaneten: Acht ferne Planeten, entdeckt dank Deep Learning

Eine Sonne, umkreist von acht Planeten, so ist unser Sonnensystem aufgebaut. Jetzt zeigen Daten: Dasselbe gibts in der Milchstraße noch mal, und zwar am Stern Kepler-90. (Mehr in: ZEIT ONLINE: Mehr aus Forschung und Wissenschaft)

Posted in Allgemein

Die großen Fragen: Warum es außerirdisches Leben gibt

Gibt es fremdes Leben draußen im Weltall? Teleskope wie Kepler haben tausende Exoplaneten um ferne Sterne gefunden, wir wissen nun: Es gibt Milliarden fremder Welten da draußen. Und damit können wir auch schon die Frage … Weiterlesen (Mehr in: KosmoLogs)

Posted in WissenschaftAktuell

Weltraumteleskop "Kepler": Nasa entdeckt zehn erdähnliche Planeten

(Mehr in: RSS-Feed Wissenschaft – die neusten Meldungen zum Thema Wissenschaft von STERN.DE)

Posted in WissenschaftAktuell

Nasa-Weltraumteleskop: "Kepler" entdeckt zehn weitere erdähnliche Planeten

Die Nasa freut sich über die Entdeckung von insgesamt 219 weiteren Exoplaneten. Zehn von ihnen seien fast so groß wie die Erde und könnten womöglich die Voraussetzungen für Leben bieten. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

Posted in WissenschaftAktuell

Voraussetzungen für Leben?: «Kepler» erspäht mehr als 200 mögliche neue Planeten

(Mehr in: RSS-Feed Wissenschaft – die neusten Meldungen zum Thema Wissenschaft von STERN.DE)

Posted in Wissen

Seriöse Astrologie

Ja, Sie lesen richtig. In der Überschrift steht „seriöse Astrologie“ nicht Astronomie. Also nicht was wir über die Sterne wissen, sondern was die Sterne angeblich über uns sagen. Wir wissen heute so viel über die Sterne, dass wir Astrologie getrost verwerfen können. Die Sterne haben keinen wesentlichen Einfluss auf unser Leben. Es sei denn, wir sind Astronomin und richten unser Leben bewusst danach aus, über Sterne zu forschen.

In einem Neujahrsinterview mit einem Astrologen1 las ich die Unterscheidung zwischen Unterhaltungs-Astrologie auf der einen Seite und seriöser Astrologie. Das Kriterium fand ich spannend: Unterhaltungs-Astrologie verwendet Kalendersprüche, die irgendwie auf alle2 zutreffen und von denen sich deshalb viele angesprochen fühlen. Seriöse Astrologie, so der Experte, setze sich hin und rechne. Da spiele nicht nur das Sternzeichen der Person eine Rolle, sondern die exakte Sternenkonstellation zur präzisen Geburtsminute bestimme das Schicksal eines Menschen.

Ein Wissenschaftsbild steckt dahinter, das Seriosität an komplexe Rechnungen fest macht. Seriös ist, was nicht jeder versteht. Was viel Wissen und Arbeit erfordert.

Auf die Physik übertragen hieße das: Seriös ist Himmels-Mechanik dann, wenn wir alle Einflüsse von Sonne, Planeten, Monde, Asteroiden und Meteoroiden modellieren und mit den vollständigen Feldgleichungen der allgemeinen Relativitätstheorie berechnen. Einfache Modelle nach den Keplerschen Gesetzen, die die wesentlichen Bahneigenschaften beschreiben, sind Unterhaltungs-Mechanik.

Ich lasse das mal so stehen und wünsche Ihnen ein glückliches und erfolgreiches 2017. Mit oder ohne Unterhaltungsastrologie.

Der Beitrag Seriöse Astrologie erschien zuerst auf Quantenwelt.

(Mehr in: Quantenwelt)

Posted in Wissen

Kreis oder Gerade

Das Trägheitsprinzip der Mechanik geht auf Galileo Galilei zurück und ist uns allen vertraut: Einmal in Bewegung versetzte Körper behalten ihre Bewegung gleichförmig, geradlinig bei, wenn sie nicht durch Kräfte von ihrer Bewegung abgebracht werden. Das ist so selbstverständlich, dass wir uns kaum Gedanken machen, wie es anders sein könnte. Dabei ist dieses Prinzip gar nicht so einfach zu erkennen und gilt auf der Erde nur eingeschränkt.

Impulserhaltung ist das mit dem Trägheitsprinzip verbundene Naturgesetz. Impuls ist Geschwingkeit mal Masse, also bei einem gegebenen Objekt einfach ein Maß für die Geschwindigkeit. Die Voraussetzung dafür, dass der Impuls erhalten ist, ist die Gleichförmigkeit des Raums. Wären in unserem dreidimensionalen Raum alle Richtungen gleichberechtigt, so wäre der Impuls zwangsläufig erhalten. Das sagt Nöthers Theorem.

Nun könnte ich auf die allgemeine Relativitätstheorie zu sprechen kommen, in der der Raum gekrümmt ist und  kürzeste Verbindungen nicht unbedingt Geraden sind. Dort gilt die Impulserhaltung nur eingeschränkt. Aber das habe ich 2010 schon einmal getan. Das wäre Wiederholung.

Ich bleibe hier bei klassischer Physik. Das Gesetz der Impulserhaltung gilt also wenn alle Richtungen im Raum gleich berechtigt sind. Das sind sie aber auf der Erde nicht. Galileo Galilei begründete das Relativitätsprinzip und damit die Impulserhaltung mit dem Gedankenexperiment von Booten, die auf einer Wasseroberfläche dahintreiben. Einstein wählte dazu Züge. Diesen Systemen ist gemein, dass sie an der Erde gebunden sind. Sie bewegen sich auf einer Ebene.

Auf der Erde gibt es zwei gleichberechtigte Dimensionen, Länge und Breite, und es gibt eine weitere, von ihnen unterschiedliche, die Höhe. Galileos Impulserhaltung gilt nur auf der Fläche gleicher Höhe. Solch eine Fläche ist eine Kugel und damit ist die Impulserhaltung eigentlich eine Drehimpulserhaltung. Die galileische Relativität gilt für kreisförmige Bewegungen.

Sie sehen, dass ich mich hier in Übereinstimmung mit der Physik vor der Kopernikanischen Wende befinde. Als „unten“ noch die Mitte des schalenförmig, hierarchischen Universums markierte. Die kreisförmige Bewegung galt Kopernikus, aber vermutlich auch noch Galileo, als die perfekte Bewegung.

Heute denken wir das Universum nicht mehr kugelförmig sondern durch unendliche Weiten geprägt. Das leere Universum scheint selbstverständlich dreidimensional mit drei gleichberechtigten Dimensionen. Und dennoch spielt die Rotation um einen zentralen Punkt eine entscheidende Rolle in der Himmelsmechanik:

Immer dann, wenn ein massiver Zentralkörper ein System dominiert, können wir diesen in der modernen Mechanik als Quelle eines statischen, kugelsymmetrischen Kraftfelds vereinfachen. In solch einem Kraftfeld bestimmt der Abstand von der Quelle die potenzielle Energie. Das betrifft das System Erde, in dem der Abstand vom Erdmittelpunkt entscheidend ist, und das Sonnensystem, in dem die Sonne die Rolle des massiven Zentralkörpers hat.

Solche Zentralkraftfelder brechen die Raumsymmetrie: Die Linie zur Kraftfeldquelle hin und von ihr weg ist gegenüber den anderen beiden Dimensionen ausgezeichnet. Eben dadurch, dass es Energie kostet oder einbringt, einen Körper auf dieser Linie zu bewegen. Dadurch gilt in solchen Kraftfeldern auch nicht mehr die Impulserhaltung1. Drehimpuls bezüglich des Zentrums ist aber in solchen Zentralkraftfeldern stets enthalten.

Also hatten die Alten recht: In vielerlei Hinsicht ist die Kreisbewegung und nicht die Gerade die natürlichere Bewegung. Nur ist heute der Kreis nicht mehr die perfekte Bewegung sondern ein Spezialfall der Ellipse, auf denen sich nach Kepler alle frei fallenden Objekte in einem Zentralkraftfeld2 bewegen. Ein anderer Spezialfall3 ist die Wurfparabel.

(Mehr in: Quantenwelt)

Posted in Wissen

Kreis oder Gerade

Das Trägheitsprinzip der Mechanik geht auf Galileo Galilei zurück und ist uns allen vertraut: Einmal in Bewegung versetzte Körper behalten ihre Bewegung gleichförmig, geradlinig bei, wenn sie nicht durch Kräfte von ihrer Bewegung abgebracht werden. Das ist so selbstverständlich, dass wir uns kaum Gedanken machen, wie es anders sein könnte. Dabei ist dieses Prinzip gar nicht so einfach zu erkennen und gilt auf der Erde nur eingeschränkt.

Impulserhaltung ist das mit dem Trägheitsprinzip verbundene Naturgesetz. Impuls ist Geschwingkeit mal Masse, also bei einem gegebenen Objekt einfach ein Maß für die Geschwindigkeit. Die Voraussetzung dafür, dass der Impuls erhalten ist, ist die Gleichförmigkeit des Raums. Wären in unserem dreidimensionalen Raum alle Richtungen gleichberechtigt, so wäre der Impuls zwangsläufig erhalten. Das sagt Nöthers Theorem.

Nun könnte ich auf die allgemeine Relativitätstheorie zu sprechen kommen, in der der Raum gekrümmt ist und  kürzeste Verbindungen nicht unbedingt Geraden sind. Dort gilt die Impulserhaltung nur eingeschränkt. Aber das habe ich 2010 schon einmal getan. Das wäre Wiederholung.

Ich bleibe hier bei klassischer Physik. Das Gesetz der Impulserhaltung gilt also wenn alle Richtungen im Raum gleich berechtigt sind. Das sind sie aber auf der Erde nicht. Galileo Galilei begründete das Relativitätsprinzip und damit die Impulserhaltung mit dem Gedankenexperiment von Booten, die auf einer Wasseroberfläche dahintreiben. Einstein wählte dazu Züge. Diesen Systemen ist gemein, dass sie an der Erde gebunden sind. Sie bewegen sich auf einer Ebene.

Auf der Erde gibt es zwei gleichberechtigte Dimensionen, Länge und Breite, und es gibt eine weitere, von ihnen unterschiedliche, die Höhe. Galileos Impulserhaltung gilt nur auf der Fläche gleicher Höhe. Solch eine Fläche ist eine Kugel und damit ist die Impulserhaltung eigentlich eine Drehimpulserhaltung. Die galileische Relativität gilt für kreisförmige Bewegungen.

Sie sehen, dass ich mich hier in Übereinstimmung mit der Physik vor der Kopernikanischen Wende befinde. Als „unten“ noch die Mitte des schalenförmig, hierarchischen Universums markierte. Die kreisförmige Bewegung galt Kopernikus, aber vermutlich auch noch Galileo, als die perfekte Bewegung.

Heute denken wir das Universum nicht mehr kugelförmig sondern durch unendliche Weiten geprägt. Das leere Universum scheint selbstverständlich dreidimensional mit drei gleichberechtigten Dimensionen. Und dennoch spielt die Rotation um einen zentralen Punkt eine entscheidende Rolle in der Himmelsmechanik:

Immer dann, wenn ein massiver Zentralkörper ein System dominiert, können wir diesen in der modernen Mechanik als Quelle eines statischen, kugelsymmetrischen Kraftfelds vereinfachen. In solch einem Kraftfeld bestimmt der Abstand von der Quelle die potenzielle Energie. Das betrifft das System Erde, in dem der Abstand vom Erdmittelpunkt entscheidend ist, und das Sonnensystem, in dem die Sonne die Rolle des massiven Zentralkörpers hat.

Solche Zentralkraftfelder brechen die Raumsymmetrie: Die Linie zur Kraftfeldquelle hin und von ihr weg ist gegenüber den anderen beiden Dimensionen ausgezeichnet. Eben dadurch, dass es Energie kostet oder einbringt, einen Körper auf dieser Linie zu bewegen. Dadurch gilt in solchen Kraftfeldern auch nicht mehr die Impulserhaltung1. Drehimpuls bezüglich des Zentrums ist aber in solchen Zentralkraftfeldern stets erhalten.

Also hatten die Alten recht: In vielerlei Hinsicht ist die Kreisbewegung und nicht die Gerade die natürlichere Bewegung. Nur ist heute der Kreis nicht mehr die perfekte Bewegung sondern ein Spezialfall der Ellipse, auf denen sich nach Kepler alle frei fallenden Objekte in einem Zentralkraftfeld2 bewegen. Ein anderer Spezialfall3 ist die Wurfparabel.

Der Beitrag Kreis oder Gerade erschien zuerst auf Quantenwelt.

(Mehr in: Quantenwelt)

Posted in WissenschaftAktuell

Kepler-1647b: Dieser Riesenplanet kreist um zwei Sterne

Wissenschaftler haben den bislang größten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt, der um zwei Sterne kreist: Kepler-1647b ist demnach rund 4,4, Milliarden Jahre alt. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

Posted in WissenschaftAktuell

Sensationelle Entdeckung: Zweite Erde dabei? „Kepler“-Teleskop erspäht fast 1300 neue Planeten

(Mehr in: RSS-Feed Wissenschaft – die neusten Meldungen zum Thema Wissenschaft von STERN.DE)

Posted in WissenschaftAktuell

Weltraumteleskop „Kepler“: Nasa bestätigt Entdeckung von 1284 neuen Exoplaneten

Das Weltraumteleskop „Kepler“ hat 1284 neue Planeten außerhalb unseres Sonnensystems erspäht. Das gab die Nasa bekannt. Nun hoffen Astronomen, darunter eine zweite Erde zu finden. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

Posted in WissenschaftAktuell

Planetenjäger: Weltraumteleskop „Kepler“ läuft wieder störungsfrei

Das Weltraumteleskop „Kepler“ hat den Notfallmodus verlassen. Bald soll es wieder nach neuen Planeten suchen. Die Ursache der Störung ist aber bisher unklar. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

Posted in WissenschaftAktuell

Sorge um Planetenjäger: Weltraumteleskop „Kepler“ ist im Notfallmodus

Statt im All nach unbekannten Planeten zu suchen, hat das Weltraumteleskop „Kepler“ in den Notfallmodus geschaltet. Es steckt seine Energie nun vor allem in die Kommunikation zur Erde. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

Posted in WissenschaftAktuell

Weltraumteleskop «Kepler» im Notfallmodus

(Mehr in: RSS-Feed Wissenschaft – die neusten Meldungen zum Thema Wissenschaft von STERN.DE)

Posted in WissenschaftAktuell

Mathematik: Keplers Problem für achtdimensionale Kugeln gelöst

Einst rätselte der Astronom Johannes Kepler, wie man Kugeln stapeln muss, damit möglichst viele in eine Kiste passen. Nun will eine Mathematikerin das Problem für achtdimensionale Kugeln gelöst haben. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

Posted in Wissen

Von der Beschreibung zur Erklärung

Stringtheorien gelten als mögliche Anwärter auf die nächste große Vereinheitlichung physikalischer Theorien. Was man von ihnen erwarten kann war unter anderem Thema im Omega Tau Podcast Episode 191. Hier interviewt Markus Voelter den DESY-Stringtheoretiker Alexander Westphal. Das Interview dauert etwas 2¾ Stunden. Zwei Aspekte sind mir dabei aufgefallen, die Jacob Bronowski in der BBC Serie „The Ascent of Man“ sehr schön dargestellt hat. Zwei wichtige Ziele naturwissenschaftlicher Forschung.

Bronowskis Dokumentation „The Ascent of Man“ erschien 1973 im britischen Fernsehsender BBC2. In dreizehn Folgen präsentiert der Autor eine persönliche Darstellung des Aufstiegs der Menschheit durch kulturelle Evolution. Es ist also im wesentlichen eine Ideengeschichte der Naturwissenschaft und Technik. Auch wenn die Sicht von vor über 40 Jahren in Teilen veraltet ist, ist die Serie im Ganzen empfehlenswert. Sie gibt einen schönen Überblick über die Geschichte von Biologie, Chemie und Physik. Aufgrund des persönlichen Charakters kann Bronowski einige überraschende Akzente setzen. Andere Standpunkte einnehmen als in einer Lehrbuchdarstellung zu erwarten sind.

Hier möchte ich auf Episode 6 eingehen: „The Starry Messenger“. Diese Episode beginnt auf den Osterinseln und Bronowski leitet mit der Frage ein, warum es nicht die Hochkulturen Südamerikas waren, die die Kugelgestalt der Erde entdeckt haben, sondern die arabisch-europäische Astronomie mit ihren griechischen Wurzeln. Seiner These nach ist es die Erfindung des Rads als Transportmittel und mechanisches Werkzeug.

„Wheels within wheels“, Räder in Rädern war das gängige Modell für den Kosmos beginnend in der Antike bis in die Renaissance. Bronowski zeigt das eindrucksvoll am Astrarium von Giovanni de Dondi von 1364. Einem Modell, in dem die Bahnen der sieben damals bekannten Planeten von Uhrwerken getrieben dargestellt sind. Sieben Zifferblätter mit Rädern die in Rädern laufen. Je eines für die klassischen sieben Planeten: Mond, Merkur, Venus, Sonne, Mars, Jupiter und Saturn. Bronowskis Kommentar: Die Schwäche dieses Himmelsmodells ist nicht, dass es kompliziert ist, sondern dass es sieben Mechanismen braucht. Eine gute Beschreibung sollte mit einem auskommen.1

In diese Richtung war der Perspektivenwechsel vom erdzentrischen zum sonnenzentrischen System, angestoßen durch Kopernikus, der richtige Weg. Vollendet wurde er erst durch Kepler, der seine drei bekannten Gesetze aufstellte. Damit schuf er ein Modell, das die Bahn jeden Himmelskörpers beschreibt. Leider auf Kosten der Kreisbahnen. Die Planeten kreisen auf Ellipsen, in deren einem Brennpunkt die Sonne liegt.2

Nun gibt sich die Physik nicht mit guten Beschreibungen zufrieden. Was wir eigentlich wollen sind Erklärungen. Nicht wie sich die Planeten auf ihren Bahnen bewegen wollen wir wissen, sondern warum sie es tun. So leitet Bronowski in der siebente Episode die Arbeiten Newtons mit den Worten ein: „From the descriptions of the past to the explanations of the future“. Es ist ein großer Schritt, alle Planetenbewegungen durch Ellipsen zu beschreiben, die denselben Regeln gehorchen. Ein weiterer notwendiger Schritt ist es, diese Regeln auf ein Kraftgesetz zurückzuführen, wie Newton es getan hat. Später dann hat Einstein das Kraftgesetz durch Raumzeit-Krümmung erklärt.

Spätestens im Zeitraum von Kopernikus bis Newton, also im 16. und 17. Jahrhundert haben sich die beiden Ansprüche an die Physik herausgebildet: 1) Ähnliche Vorgänge sollten durch dieselben Regeln beschrieben werden können. 2) Diese Regeln sollten erklärbar sein, also möglichst nicht nur willkürlich der Beobachtung angepasst werden. Beim Hören des eingangs erwähnten Podcast-Interviews ist mir aufgefallen, dass sich die Stringtheorie genau diese Ansprüche auferlegt. Stringtheorien sind angetreten, die unterschiedlichen Felder und Teilchen des Standardmodells auf verschiedene Schwingungen derselben Objekte zurückzuführen. Aus dem Interview wird deutlich, dass das bisher nicht gelungen ist, es aber mathematische Strukturen gibt, die möglicherweise in diese Richtung gehen werden. Weiter erwähnt Alexander Westphal, dass es manchmal schwer ist, diese mathematischen Strukturen zu erklären.

Hier zeigt sich die Bestrebung, nicht nur irgendeine Beschreibung zu finden, sondern ein greifbares Konzept, das diese Beschreibung notwendig erscheinen lässt. So wie Ellipsenbahnen mit dem Zentralkörper in einem Fokus der Ellipse immer notwendig sind, wenn eine Kraft mit dem Quadrat des Abstandes abnimmt.3

Zugegeben: Stringtheorien sind weit davon entfernt, die Teilchenphysik zu beschreiben oder gar zu erklären. Vielleicht werden sie auch zu etwas ganz anderem führen. Kopernikus führte das sonnenzentrierte System ursprünglich ein, um die einfachen Kreisbahnen zu retten. Das hat in letzer Instanz zur Überwindung der Kreisbahnen geführt. Vielleicht werden die Stringtheorien auch die jetzigen Ansätze unnötig machen und zu etwas ganz anderem führen. Das wäre auch ein nützliches Ergebnis.

Der Beitrag Von der Beschreibung zur Erklärung erschien zuerst auf Quantenwelt.

(Mehr in: Quantenwelt)

Posted in Wissen

Von der Beschreibung zur Erklärung

Stringtheorien gelten als mögliche Anwärter auf die nächste große Vereinheitlichung physikalischer Theorien. Was man von ihnen erwarten kann war unter anderem Thema im Omega Tau Podcast Episode 191. Hier interviewt Markus Voelter den DESY-Stringtheoretiker Alexander Westphal. Das Interview dauert etwas 2¾ Stunden. Zwei Aspekte sind mir dabei aufgefallen, die Jacob Bronowski in der BBC Serie „The Ascent of Man“ sehr schön dargestellt hat. Zwei wichtige Ziele naturwissenschaftlicher Forschung.

Bronowskis Dokumentation „The Ascent of Man“ erschien 1973 im britischen Fernsehsender BBC2. In dreizehn Folgen präsentiert der Autor eine persönliche Darstellung des Aufstiegs der Menschheit durch kulturelle Evolution. Es ist also im wesentlichen eine Ideengeschichte der Naturwissenschaft und Technik. Auch wenn die Sicht von vor über 40 Jahren in Teilen veraltet ist, ist die Serie im Ganzen empfehlenswert. Sie gibt einen schönen Überblick über die Geschichte von Biologie, Chemie und Physik. Aufgrund des persönlichen Charakters kann Bronowski einige überraschende Akzente setzen. Andere Standpunkte einnehmen als in einer Lehrbuchdarstellung zu erwarten sind.

Hier möchte ich auf Episode 6 eingehen: „The Starry Messenger“. Diese Episode beginnt auf den Osterinseln und Bronowski leitet mit der Frage ein, warum es nicht die Hochkulturen Südamerikas waren, die die Kugelgestalt der Erde entdeckt haben, sondern die arabisch-europäische Astronomie mit ihren griechischen Wurzeln. Seiner These nach ist es die Erfindung des Rads als Transportmittel und mechanisches Werkzeug.

„Wheels within wheels“, Räder in Rädern war das gängige Modell für den Kosmos beginnend in der Antike bis in die Renaissance. Bronowski zeigt das eindrucksvoll am Astrarium von Giovanni de Dondi von 1364. Einem Modell, in dem die Bahnen der sieben damals bekannten Planeten von Uhrwerken getrieben dargestellt sind. Sieben Zifferblätter mit Rädern die in Rädern laufen. Je eines für die klassischen sieben Planeten: Mond, Merkur, Venus, Sonne, Mars, Jupiter und Saturn. Bronowskis Kommentar: Die Schwäche dieses Himmelsmodells ist nicht, dass es kompliziert ist, sondern dass es sieben Mechanismen braucht. Eine gute Beschreibung sollte mit einem auskommen.1

In diese Richtung war der Perspektivenwechsel vom erdzentrischen zum sonnenzentrischen System, angestoßen durch Kopernikus, der richtige Weg. Vollendet wurde er erst durch Kepler, der seine drei bekannten Gesetze aufstellte. Damit schuf er ein Modell, das die Bahn jeden Himmelskörpers beschreibt. Leider auf Kosten der Kreisbahnen. Die Planeten kreisen auf Ellipsen, in deren einem Brennpunkt die Sonne liegt.2

Nun gibt sich die Physik nicht mit guten Beschreibungen zufrieden. Was wir eigentlich wollen sind Erklärungen. Nicht wie sich die Planeten auf ihren Bahnen bewegen wollen wir wissen, sondern warum sie es tun. So leitet Bronowski in der siebente Episode die Arbeiten Newtons mit den Worten ein: „From the descriptions of the past to the explanations of the future“. Es ist ein großer Schritt, alle Planetenbewegungen durch Ellipsen zu beschreiben, die denselben Regeln gehorchen. Ein weiterer notwendiger Schritt ist es, diese Regeln auf ein Kraftgesetz zurückzuführen, wie Newton es getan hat. Später dann hat Einstein das Kraftgesetz durch Raumzeit-Krümmung erklärt.

Spätestens im Zeitraum von Kopernikus bis Newton, also im 16. und 17. Jahrhundert haben sich die beiden Ansprüche an die Physik herausgebildet: 1) Ähnliche Vorgänge sollten durch dieselben Regeln beschrieben werden können. 2) Diese Regeln sollten erklärbar sein, also möglichst nicht nur willkürlich der Beobachtung angepasst werden. Beim Hören des eingangs erwähnten Podcast-Interviews ist mir aufgefallen, dass sich die Stringtheorie genau diese Ansprüche auferlegt. Stringtheorien sind angetreten, die unterschiedlichen Felder und Teilchen des Standardmodells auf verschiedene Schwingungen derselben Objekte zurückzuführen. Aus dem Interview wird deutlich, dass das bisher nicht gelungen ist, es aber mathematische Strukturen gibt, die möglicherweise in diese Richtung gehen werden. Weiter erwähnt Alexander Westphal, dass es manchmal schwer ist, diese mathematischen Strukturen zu erklären.

Hier zeigt sich die Bestrebung, nicht nur irgendeine Beschreibung zu finden, sondern ein greifbares Konzept, das diese Beschreibung notwendig erscheinen lässt. So wie Ellipsenbahnen mit dem Zentralkörper in einem Fokus der Ellipse immer notwendig sind, wenn eine Kraft mit dem Quadrat des Abstandes abnimmt.3

Zugegeben: Stringtheorien sind weit davon entfernt, die Teilchenphysik zu beschreiben oder gar zu erklären. Vielleicht werden sie auch zu etwas ganz anderem führen. Kopernikus führte das sonnenzentrierte System ursprünglich ein, um die einfachen Kreisbahnen zu retten. Das hat in letzer Instanz zur Überwindung der Kreisbahnen geführt. Vielleicht werden die Stringtheorien auch die jetzigen Ansätze unnötig machen und zu etwas ganz anderem führen. Das wäre auch ein nützliches Ergebnis.

(Mehr in: Quantenwelt)

Posted in WissenschaftAktuell

Weltall: Nasa entdeckt erdähnlichen Planeten

Ein Planet fern unserer Erde, auf dem Leben möglich wäre? Die Nasa hat nach eigenen Angaben mit Kepler-452b einen solchen „Cousin“ der Erde ausgemacht. (Mehr in: ZEIT ONLINE: Mehr aus Forschung und Wissenschaft)

Posted in WissenschaftAktuell

Kepler-138b: Kleinster bekannter Exoplanet hat Mars-Format

Er ist zehn Millionen Mal weiter von uns entfernt als die Sonne – dennoch konnten Astronomen Kepler-138b nun vermessen. Mit seiner Größe kommt der Himmelskörper Mars sehr nah. Bei Temperatur und Gewicht gibt es deutliche Unterschiede. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

Posted in WissenschaftAktuell

Kugelstapel-Theorie von 1611: Kepler hatte recht

Wie muss man Kugeln schichten, damit der Raum optimal genutzt wird? 1611 formulierte der Astronom Johannes Kepler eine Vermutung – doch erst jetzt hat ein Mathematiker zum ersten Mal einen formalen Beweis vorgelegt. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

Posted in WissenschaftAktuell

Weltraumteleskop Kepler: Nasa entdeckt 715 unbekannte Welten

Es ist ein Rekordfund: Die Nasa hat hunderte neue Planeten außerhalb des Sonnensystems entdeckt. Das Weltraumteleskop Kepler hatte die sogenannten Exoplaneten erspäht. Einige könnten der Erde erstaunlich ähnlich sein. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

Posted in WissenschaftAktuell

Vom Zählstein zum Computer: Geschichte der Mathematik

Wer vor Newton und Leibniz das unendlich Kleine und Große zu fassen suchte – das zeigen Mathematiker der Universität Hildesheim in einem Mammutprojekt. Die Buchreihe im springer-Verlag soll auch für Jugendliche verständlich sein. Und so betten sie mathematische Entwicklungen in die Kulturgeschichte ein. So findet man schon bei Archimedes, Kepler und Torricelli Ideen der späteren Differenzial- und Integralrechnung. Und die tägliche Wettervorschau ist einer der komplexen Fälle, wie mathematische Prozesse heute angewendet werden, um Vorhersagen zu treffen.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

Posted in WissenschaftAktuell

Zum 442. Geburtstag: Google Doodle für Astro-Pionier Johannes Kepler

Vor Johannes Kepler glaubte man, körperlose Wesen würden die Planeten bewegen. Er wurde für seine Planetengesetze berühmt und Google ehrt den Astronomen an seinem 442. Geburtstag mit einem Doodle. (Mehr in: RSS-Feed Wissenschaft – die neusten Meldungen zum Thema Wissenschaft von STERN.DE)

Posted in WissenschaftAktuell

Johannes Kepler: Berühmter Astronom, dünn, saftlos, zart, sucht Ehefrau

Johannes Kepler entdeckte, wie die Planeten um die Sonne kreisen. Auch Privates prüfte der Astronom gewissenhaft. So fand er vor 400 Jahren unter elf Frauen die richtige. (Mehr in: ZEIT ONLINE: Mehr aus Forschung und Wissenschaft)

Posted in WissenschaftAktuell

Planeten-Konferenz: Nasa macht Ausschluss von Chinesen rückgängig

Geordneter Rückzug bei der Nasa: Die US-Weltraumbehörde lässt nun doch chinesische Wissenschaftler zur Kepler Science Conference zu. Damit beugt sich die Behörde der scharfen Kritik, die auch von US-Forschern kam. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

Posted in WissenschaftAktuell

Planetenfinder: Nasa verlängert "Kepler"-Mission

Gute Nachricht für Planetenjäger: Das Weltraumteleskop Kepler wird noch mindestens bis 2016 im Einsatz bleiben. Die Mission gilt schon jetzt als großer Erfolg.
Quelle: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft

Posted in WissenschaftAktuell

Kepler-Teleskop: Nasa entdeckt 1200 mögliche neue Planeten

Riesenfund im Weltall: Nasa-Experten haben 1200 Himmelskörper aufgespürt, die offenbar Planeten sind. Fünf sollen der Erde sehr ähnlich sein.
Quelle: WELT ONLINE – Wissenschaft