Physik

Warum Zeilinger nicht beamt und was Einstein davon hielt – Gedankensprünge zur Bewe­gungs­faul­heit.

Viele von uns waren schon mindestens ein Mal in einer Situation, in der nach Abwägen aller realistischen zur Verfügung stehenden Optionen, in die eigenen kuscheligen vier Wände zu gelangen, unvermeidlich ein Gedanke in den Kopf schoss; „(Oida,) Jetzt würd’ ich mich gerne nach Hause beamen“. Befinden sich während so eines Motivationstiefs zur Ortsveränderung obendrein PhysikerInnen im Raum wird auch noch laut ausgesprochen, was sich die Menschheit spätestens seit dem Science Fiction-Dauer­brenner Star Trek wünscht; „Könnt Ihr bitte endlich das Beamen erfinden?“.

Die Welt steckt voller augenscheinlicher und verborgener Symmetrien; spannend wird es aber oft dort, wo Symmetrien gebrochen werden. Eine kurze Geschichte der verletzten Invarianzen.

Das menschliche Auge und sein Bildentstehungszentrum Gehirn suchen in allem Wahrgenommenen nach Mustern und Formen, nach Strukturen und Symmetrien. Ebenmaße (gr. symmetria) fallen zwar unmittelbar auf, langweilen aber gleichermaßen schnell. In diesem Sinne könnte behauptet werden, dass allzu symmetrische Arrangements oder sich selbst reproduzierende Muster im Allgemeinen als synthetisch aufgefasst werden, wenngleich Regeln von Bildästhetik und Bildkomposition freilich den jeweils herrschenden Kunst­auffassungen unterliegen.

Wie bringt man einen Physiklehrer auf die Palme? Indem man ihm ein Perpetuum mobile vorführt.

Vor etwas mehr als drei Jahren war eine andere Welt nicht nur möglich, sondern zum Greifen nahe. Die Lösung für so ziemlich alle Probleme wurde gefunden – eigentlich zwar nur für das Energieproblem, aber da man für so ziemlich alles in der Welt (Wohlstand zum Beispiel) Energie benötigt, sieht dagegen selbst das tapfere Schneiderlein mit seinen läppischen sieben Fliegen alt aus. Damals ließ die irische Firma Steorn Enterprise eher unläppische 125.000 Euro für ein ganzseitiges Inserat im „Economist“ springen, in dem eine technische Errungenschaft angepriesen wurde, die es eigentlich laut den Gesetzen der Natur nicht geben kann.

Für viele mag das Perpetuum mobile als eine sich immerfort bewegende Maschine den Stein der Weisen, das Ei des Kolumbus und darüber hinaus noch die Lösung aller Probleme darstellen. Vielen dürfte dahingehend der böse Physikunterricht eine herbe Enttäuschung beschert haben, denn eine solche Maschine gehört leider zu den zahllosen Dingen, die die Menschheit niemals zu Gesicht bekommen wird.

Ein animalisch-physikalischer Briefwechsel – von bix & chtl

Lieber Freund Fux!

Ich schreibe dir in höchst dringlicher Angelegenheit, die keinen Aufschub duldet!
Am Morgen begab ich mich in die Stadt, um Papier für die vorwinterlichen Isolierungsarbeiten an meinem Bau zu besorgen. Im Bücherlagerhaus entschied ich mich für die Seiten eines Buches eines gewissen Clausius mit dem Titel „Über die bewegende Kraft der Wärme“. Dies erschien mir kalorisch höchst wertvoll und von feinster Qualität. Beim Zuknabbern vorhin huschten meine Äuglein kurz über einen Absatz, in dem da stand: „Die Energie der Welt ist konstant. Die Entropie der Welt strebt einem Maximum zu. Der Wärmetod des Universums ist unausweichlich!“

Warum die Leere nicht ganz leer ist und das Universum womöglich durch deren Restbestand beherrscht wird, zeigen eine Spritztour in die unendlichen Weiten des Kosmos und ein Tauchgang durch die wunderliche Quantenwelt.

Blickt man nachts zum Himmel, sieht man das Licht unzähliger Sterne — riesiger Gasbälle, die durch das Verbrennen ihres Wasserstoffvorrats Strahlung erzeugen und so auf sich aufmerksam machen. Sterne, die am Himmel mit freiem Auge zu erblicken sind, gehören zu unserer Muttergalaxie, der Milchstraße. Zwischen den Sternen einer Galaxie finden sich viele Gas- und Staubwolken, die mitunter kosmische Geburtenstationen darstellen, wo sich durch Verdichtungen Sterne bilden. Kundige des Himmelszelts wissen mit geeigneten optischen Hilfsmitteln nicht nur solche „Nebel“, sondern auch einige Verwandte der Milchstraße aufzuspüren: Im Weltall tummeln sich ca. 100 Milliarden Galaxien, die sehr gesellig sind und sich durch Gravitation gerne zu Gala­xienhaufen oder gar Superhaufen zusammenschließen. Unsere Nachbargalaxie Andromeda befindet sich bereits in einer Entfernung von 3 Millionen Lichtjahren – die fernsten Galaxien, die man bis jetzt entdeckt hat, haben das Licht, das wir jetzt von ihnen sehen, bereits vor über 10 Milliarden Jahren abgeschickt und bringen uns dadurch Kunde über die Urzeit des Universums. So, und jetzt bitte festhalten: Ver­glichen mit dem Gesamtinhalt des Weltalls war bis jetzt gerade mal von ein paar Hundertstel die Rede!

Weit ausholend, biedert sich Genz als Führer durch die Wissenschaftsgeschichte an. Beginnend in der Antike, führt er uns die 2500-jährige Entwicklung der physikalischen Forschung vor Augen und schreckt dabei auch vor philosophischem und religiösem Gedankengut nicht zurück, ohne jedoch den Bereich des guten Geschmacks zu verlassen. Von den Vorsokratikern, das Nichts bei Parmenides und erste Vakuum-Experimente weist er uns behutsam den Weg hin zu Vakuums­fluktuation und dunkler Energie, zur Quantenmechanik und Relativitätstheorie.