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September 2010
22.09.2010 10-09-33 Naturwissenschaften
     
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Wer das Buch von Rüdiger Vaas gelesen hat (1), der erfährt hier nicht viel Neues über Hawkings aktuellen Gedankenmodelle. Deshalb wollte ich das Gemeinschaftswerk von Hawking und Mlodinow (2) zunächst wieder beiseite legen. Zum Glück fing ich an zu blättern und verfing mich an den Grafiken von Peter Bollinger, die mir ständig signalisierten: Das kenne ich doch auch! Schön gemacht!

Visualisierungen sind besonders schwierig, wenn sie sehr abstrakte Prozesse beschreiben sollen. Das gelingt Bollinger auf eine besondere und eingängige Art. Das zu demonstrieren, geht nur mit Bildzitaten. Ich habe dazu sechs Beispiele ausgewählt, die mir besonders gefallen haben und die eine kleine Geschichte erzählen. Ihre volle Pracht entfalten die Bilder aber nur in dem Buch. Das soll aber auch so sein.
 

 
Die Autoren ziehen einen langen Bogen und berichten zunächst über magnetische Kraftfeldlinien (Ausschnitt von S. 89, unten links). Eigentlich handelt es sich nur um Eisenspäne, die sich entlang eines magnetischen Kraftfeldes ausrichten.

Das nächste Bild zeigt Interferenzen, wobei sich Wellen gegenseitig überlagern (Ausschnitt von S. 57, unten Mitte). Besonders schön: Im Zentrum der Quirls schwimmen Quietscheentchen und die symbolisieren Badewanne und gemächliches Treiben auf einer Wasseroberfläche. Das wirkt hochgradig harmonisch und ist gut anzusehen.

Das Bild rechts unten (S. 109) zeigt den Van von Richard Feynman, auf dem Feynmans Diagramme für die Interaktion von Elementarteilchen aufgemalt sind. Sie zeigen den Zerfall und die Fusion im Zusammenhang mit kernphysikalischen Prozessen, wie sie oberhalb der Quarkebene stattfinden.
 

 

 

 
 

zurück zum Verweis faszinierende Bilder

  
   
 

 
Das Bild unten links (Ausschnitt von S. 134) visualisiert die Zeitdehnung (Dilation) unter dem Einfluss starker Gravitation. Das Gedankenmodell stammt von Albert Einstein (Allgemeine Relativitätstheorie). In seiner (jetzt experimentell gesicherten) Vorstellung von der Raumzeit bilden weder der Raum noch die Zeit feste Größen. Sie sind abhängig von ihrer Bewegung (Inertialsystem) und der Schwerkraft. Das Bild zeigt einen Gravitationstrichter, in dem sich die individuelle Zeitwahrnehmung des Beobachters dehnt, je mehr er sich der Masse im Trichter nähert. Das symbolisieren die kleinen Uhren. Dieselbe Wirkung hat die Eigengeschwindigkeit des Beobachters, je mehr er sich der Lichtgeschwindigkeit nähert. Für Objekte, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, vergeht äußerlich keine Zeit.

Das Bild unten Mitte (S. 148) zeigt das Schema planetarischer Umlaufbahnen in einem Doppelsternsystem, wobei es Bollinger und den Autoren um die Bewohnbarkeit geht, also den Gürteln um Sonnen, in denen theoretisch Leben entstehen, sich entwickeln und überleben kann.

Die Planeten können eine Sonne mehr oder weniger kreisförmig umlaufen. Ihre ellipsoiden Umlaufbahnen, die durch die Partnersonne in Doppelsternsystemen noch weiter verzerrt werden, können halbwegs gleiche Jahreszeiten verursachen.

 
Eine Ellipse ist ein gedehnter Kreis um zwei Mittelpunkte mit gleichbleibende Summe der geometrischen Schenkel. Das wirkt sich besonders bei solchen Planeten aus, die äußerlich beide Sonnen umlaufen. Sie zeigen extreme Jahreszeitenschwankungen: Heiße Sommer bei der größten Annäherung an den heißeren Sternpartner, lange Frühlinge und Herbste und beim Umrunden des kühleren Sternpartners kann ein Zwischensommer entstehen, wenn der Stern warm genug ist.

Eine ähnliche Konstellation hat Brian W. Alsdiss in seinem Helliconia-Zyklus literarisch umgesetzt (3). Dort umkreist der belebte Planet eine leuchtschwache Sonne, die ihrerseits eine sehr heiße Sonne umkreist, von der letztlich die Jahreszeiten bestimmt werden.

Richtig extrem werden schleifenförmige Bahnen um beide Sonnen des Doppelsternsystems. Der Planet erlebt extreme, aber kurze Sommer in der Nähe der beiden Sonnen, schnell vergehende Frühlinge und Herbste und sehr extreme und lange Winter bei den weiten Entfernungen von den Partnersonnen.

Das letzte Bild in dieser Reihe visualisiert den Butterfly-Effekt aus der Quantentheorie des Chaos' (S. 146, unten rechts): Der Flügelschlag eines Schmetterlinks kann sich durch Wechselwirkungen und Interferenzen derart verstärken, dass er am anderen Ende der Welt einen Wirbelsturm oder einen Tsunami verursacht. Ich halte das gedankliche Bild für stark überzeichnet, aber nicht falsch. Ihm wirken die Stabilisierungskräfte entgegen, in erster Linie die alle Bewegungen hemmende Schwerkraft und die Umgebungsstrukturen, die bewegt und korrodiert werden wollen - auch von den Flügelschlägen eines Schmetterlinks.
 

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(1) Zeitgeschichte der Kosmologie, 07.08.2010

(2) Stephen Hawking, Leonard Mlodinow, Der Große Entwurf. Eine neue Erklärung des Universiums, Rowohlt 2010;
Bestellung bei

(3) Brian W. Aldiss,
Helliconia: Frühling (1982), Cover: Heyne 1985,
Helliconia: Sommer (1983), Cover: Heyne 1985,
Helliconia: Winter (1985), Cover: Heyne 1985
Bestellung bei (antiquarisch)
  

 

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© Dieter Kochheim, 24.09.2010