Dichter wie Joseph Freiherr von Eichendorff, Denis Diderot oder Johann Wolfgang von Goethe beschrieben  in ihren Gedichten und Briefen so manche erdferne Objekte auf ihre wunderbaren Weisen und lieferten so  wohl manche Inspirationen zur Entwicklung der neuzeitlichen PHYSIK, von der kopernikanischen Wende bis zur nichtlinearen Physik unserer  Neuzeit.

 

Im Verlaufe der letzten Jahrhunderte haben sich die Sehweisen (Ausdruck von  H. Joachim Schlichting von der Universität Münster) dank Elektronen- und Radioteleskope, dank Satelliten, usw. verschoben und  in noch viel weitere Räume verlegt.  Der „Blick" in  die Makro - wie Mikrostrukturen hat mit dem visuellen Wahrnehmen nur noch wenig  zu tun, sondern  ist  vielmehr  mit den Erfahrungen und Interpretationen unserer gegenwärtigen Gesellschaft zu verknüpfen.  Das einstige „visuelle" Wahrnehmen ist  erweitert  worden und wird sich  weiter entwickeln.  Wahrnehmen muss erlernt werden. Dies schrieb schon Immanuel Kant vor über 250 Jahren. Wissenschaftler vergleichen das Sehen mit den Sprechen: Alles muss erlernt werden. Wie wunderbar es doch für uns Sehende, dass wir die optische Wahrnehmung seit unserer Säuglingszeit ständig erweitern, aus dem „weltlichen" Chaos eine uns strukturierte Mit-und Umwelt bilden können.  Aber gar manche Erkenntnisse, Wahrnehmungen und Interpretationen, welche  oft auf hypothetischen Grundlagen basieren,  dürften vielfach noch für grosse Teile der Menschheit  zu erlernen sein. Darin liegt die Gefahr, dass Astronomie für so manche Menschen ein Wissensgebiet ohne Zugang ist.

Von Paul Furrer-Bischofberger, Chur

Gerne rufe ich in Erinnerung, wie einst das geozentrische Weltsystem mit der Erde als Mittelpunkt die Wissenschaft als auch die Religion bestimmte.  Revolutionäre Ergebnisse lieferten im Mittelalter vor allem Kopernikus, Kepler und Galilei.  Seine Verbesserung am vom Holländer Hans Lipperhey erfundenen Fernrohr ermöglichte ein vertieftes Vordringen ins Weltall. Die neuen Interpretationen und Lehren missfielen allerdings der damaligen katholischen Kirche. Hier sei erwähnt, dass der Spruch „Eppur si muove" geschichtlich nicht von Galilei gesichert ist. Trotz seinen immensen neuen Ansichten wiesen aber auch seine Theorien Fehler auf. Die von Kepler festgehaltenen elliptischen Bahnen lehnte Galilei zu Gunsten seiner Kreisbahnen zeitlebens ab.

Die damalige Förderung der Wissenschaften in Grossbritannien, Holland und Deutschland wurden als Angriffe auf die Institution Kirche empfunden. Galileis Beobachtungen zogen aber bahnbrechende Erkenntnisse nach sich, so die Folgerungen:

-       die Oberfläche des Mondes ist rau und die Sonne zeigt Flecken, oder anders ausgedrückt: Himmelskörper sind nicht perfekt;

-       Um Jupiter kreisen vier Monde;

-       Die Venus zeigt Phasen, was auf die Umkreisung um die Sonne interpretiert wird;

-       Es gibt keine  unveränderliche Fixsternsphäre und Supernovae sind weit entfernt.

Die Gravitationstheorie von Isaac Newton

Weitere Meilensteine zur Wahrnehmung und Erklärung des Universums lieferte rund einhundert Jahre später Isaac Newton (1643-1727) mit seinem Gravitationsgesetz, der Wirkung der Schwerkraft auf die Erde und die Himmelskörper. Diese Theorie konnte die Bewegungen der Himmelskörper endlich erklären. Das Gravitationsgesetz untermauerte aber nicht nur das kopernikanische Weltsystem, sondern trug auch zur Steigerung  der Genauigkeit zur Vorausberechnung von Mond- und Planetenbahnen bei.  Auch soll es möglich sein, mit seinem Gesetz Gravitationsstörungen zu erklären (Beispiele: Via di Laghi am Albanersee, Italien, oder Karpacz Gorny in Polen).

 (Hier erlaube ich mir eine kleine Anmerkung Dies ist mir absolut neu. Und nur wenig fand ich in der Literatur darüber. Da dürfte  mir/uns (vielleicht) noch Einiges an Grundlagen fehlen. Wer wagt sich dazu?).

Albert Einstein

„Zwei Dinge sind unendlich, das Universum und die menschliche Dummheit. Aber beim Universum bin ich mir noch nicht sicher", eines der Zitate des wohl berühmtesten Physikers des letzten Jahrhunderts. Dieses Zitat hilft allerdings nicht weiter in der Forschung. Dazu dürfte wohl eher ein zweites Zitat von Einstein eine Wirkung ausgelöst ha en. Es lautet: „Eine neue Art von Denken ist notwendig, sollte die Menschheit weiterleben können."

Mit der  Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) aus dem Jahre 1916 und der Erweiterung  durch die Spezielle Relativitätstheorie  aus dem Jahre 1905 ist die Theorie entstanden, welche das Verständnis von Raum, Zeit und Energie in völlig neuem Licht  erscheinen lässt. Die von Einstein gefundene Feldgleichung, ein komplexes System aus zehn partiellen nichtlinearen Differentialgleichungen bilden das zentrale Gerüst für die ART und verhalf zum Durchbruch der modernen Kosmologie und der Astrophysik. Aber noch heute sind nicht alle Forschungsfragen geklärt.

Die 12 grössten Durchbrüche in der Astronomie

Nachzulesen bei Dr. Andreas Müller, Astrophysiker und wissenschaftlicher Koordinator der Technischen Universität München  wird das neue Verständnis von Raum, Zeit und Energie als dritten der 12 grössten Durchbrüche in der Astronomie beschrieben.

Mit der Erforschung des Weltalls ausserhalb der Milchstraasse  im letzten Jahrhundert durch Edwin Hubble reiht sich der vierte Durchbruch in die Serie des Dutzends der Durchbrüche gefolgt mit der Erkenntnis, dass sich das Weltall ausdehnt (Rotverschiebungen).   Der Belgier George Lemaitre (1894-1966) zog den Schluss, dass es in der Vergangenheit die „Geburt des Raumes" gegeben haben muss.  Damit dürfte wohl die „Idee" des Urknalls lanciert worden sein.

Vor 80 Jahren, im Jahre 1932, gelang Jan Hendrik Oort, einem Holländer, der 6. Durchbruch,  als er die Hypothese von einer neuen Dunklen Materieform aufstellte.  An dieser Hypothese fand auch der Schweizer Astronom Fritz Zwicky (1898-1974) Gefallen. Zwicky betrachtete im Gegensatz zu Lemaitre grössere Systeme, nämlich Galaxienhaufen. Für die Existenz von Dunkler Materie spricht heutzutage auch die allgegenwärtige kosmische Hintergrundstrahlung. Und was  brachten die Daten des Satelliten WMP hervor?  Dr. Müller dazu: „Wir und die normale Materie sind eine Ausnahmeerscheinung.  Gewöhnliche oder baryonische Materie macht 4.6 % im lokalen Universum aus. Somit sind ca. 95% im Kosmos aus rätselhaftem, neuen Stoff, den wir auf der Erde nicht kennen."

Zu den weiteren Durchbrüchen zählt Dr. Müller auf:

-     1965: Das Nachglühen des Universums (geehrt mit den Nobelpreisen an Penzias und Wilson im Jahre 1978)

-  1992: Unregelmässigkeiten in der Hintergrundstrahlung (auch hier die Ehrung mit einem Nobelpreis für die beiden Leiter des COBE-Teams, John Mather und George Smoot im Jahre 2006);

1993: Gravitationswellen muss es geben (Nobelpreis 1993 an Hulse und Taylor)

1995: Fremde Welten entdeckt (Eingeleitet wurden die Entdeckungen von Planeten ausserhalb unseres Sonnensystems  durch die Erstentdeckung 51 Pegasi b durch die beiden Schweizer Michel Mayor und Didier Queloz ;

1998: Das Universum dehnt sich beschleunigt aus:  Lemaitre (1927) wies bekanntlich schon auf die Ausdehnung des Weltalls hin. Hinzu kommt nun seit 1998, dass es sich sogar beschleunigt ausdehnen muss. (Nobelpreis für Physik 2011 an die drei Supernova-Forscher Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt und  Adam  Riess)-

2001: Beobachtung von  Schwarzen Löchern: Hier sei auf die Forschergruppe um Reinhard Genzel, Professor für Astronomie und Direktor am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) hingewiesen.  Sie stellten fest, dass im Herzen der Milchstrasse - obwohl die Sicht optisch verwehrt ist - Sterne mit Geschwindigkeiten von einigen Tausend Kilometern pro Sekunde um das Zentrum „tanzen". Die Gruppe folgert daraus, dass im Zentrum unserer Milchstrasse ein supermassereiches Schwarzes Loch (Begriff seit 1967 bekannt) sein muss. Selbst zu dieser „Annahme" liefert Einsteins Feldgleichung der ART von 1916 kuriose Lösun

Wann dürfte wohl der nächste Durchbruch erfolgen? Sind wir schon gespannt darauf? Oder verarbeiten wir zuerst all die neuesten Forschungsergebnisse? Persönlich dürfte mich das Bisherige noch mein ganzes Leben  beschäftigen.

  Die Zukunft dürfte - wie einleitend erwähnt - in den Sternen stehen.

Literatur:

-www.scilogs.de/kosmo/blog/einsteins-kosmos/allgemein/2009-08-24/  Die 12 grössten Durchbrüche in der Astronomie von Dr. Andreas Müller

- Es steht in den Sternen geschrieben / Zur Sehweise der neuzeitlichen Physik  von H. Joachim Schlichting, Universität Münster (www.uni-muenster.de/imperia/md/content/fachbereich_physik/didaktik_physik/publikationen/ es_steht_in_den_sternen_geschreiben.pdf  (Meine Anmerkung: Tipfehler? geschreiben statt geschrieben?)