Licht und Schatten
Das Buch mit dem englischen Originaltitel "Discovering the Essential Universe" ist in der US-amerikanischen Lehrbuchliteratur unseres Fachs gut eingeführt. Im Vorwort zur englischen vierten Auflage ist das Werk als ein Lehrbuch vorgestellt, das " … besonders auf die Probleme gerichtet ist, denen sich Lehrkräfte der Astronomie wie Studenten bei amerikanischen Einführungskursen gegenübersehen." Die deutsche Ausgabe besticht sofort durch eine reichhaltige und ideenreiche Illustration. Inhaltlich überdecken die 13 Kapitel die Erkundung des Nachthimmels, die naturwissenschaftliche Forschungsmethode ganz allgemein, die Wissenschaftsgeschichte von Kopernikus über die Keplerschen Gesetze bis zu den Newtonschen Axiomen, die physikalischen Eigenschaften des Lichts wie allgemein elektromagnetischer Strahlung, Nachweis und Abbildung von Strahlungsquellen in allen Energiebereichen.
Es wird nachfolgend Gewicht auf die Entstehung von Spektren und die Spektroskopie als Mittel der Erforschung kosmischer Gase gelegt, bis sich – dem Untertitel entsprechend – die Vielfalt kosmischer Objektklassen von Erde, Mond und Planeten, Sonne und Sternen bis zu Galaxien und dem Kosmos als Ganzem abgehandelt findet. Ein Kapitel zur Astrobiologie, konzentriert allerdings auf die Entstehung organischer Moleküle, die Suche nach extraterrestrischen Zivilisationen sowie die Diskussion der Drake-Formel, beschließt den Inhalt. Ergänzend sind an vier Stellen sachbezogene Aufsätze aus dem Scientific American abgedruckt.
Der Leser stellt fest, dass im Text, in Verbindung mit den zahlreichen und instruktiven Abbildungen, eine Fülle von Stoff und fachlichen Details angerissen wird. Auch bezüglich der Aktualität bleibt kaum etwas zu wünschen übrig. Ausführungen zu Themen der Physik verdeutlichen die unlösbar enge Verbindung zwischen beiden Wissenschaften. Beispiele dafür sind die newtonschen Bewegungsgesetze, Atombau und Spektrallinien sowie die spezielle und allgemeine Relativitätstheorie, auch die fundamentalen Kräfte der Natur.
Die Darstellung im Buch ist bewusst rein beschreibend gewählt und soll somit auch Lesern ohne mathematischen Hintergrund den Zugang gewähren. Allerdings geht diese Rücksichtnahme wohl etwas weit, wenn man glaubt erläutern zu müssen "… c2 (= c • c) ...", oder wenn im Anhang ein ganzer Abschnitt darauf eingeht, was eine grafische Darstellung ist.
Im Zusammenhang mit der Kepler-Bewegung der Planeten sind die Ellipsen unterschiedlicher Exzentrizität anschaulich eingeführt, aber wird sich der Leser nicht fragen, wo die aufgeführten Zahlenwerte von e in der Ellipse versteckt sind?
Die inhaltliche Fülle des Buchs geht stellenweise zu Lasten der Exaktheit. Sachverhalte sind oft nicht einmal andeutungsweise begründet, und so fehlen Voraussetzungen für wirkliches Verständnis und bleibendes Wissen. Die Einführung des Begriffs der scheinbaren Helligkeit erfolgt an Hand einer realen Aufnahme der Orionregion, jedoch die aus den unterschiedlichen Sternfarben eigentlich ersichtliche Bindung von Helligkeitsangaben an definierte Spektralbereiche ist nicht hergestellt.
Bei der Darstellung des Hertzsprung- Russell-Diagramms vermisst man die Warnung, dass die Anzahlen der gezeichneten Bildpunkte nicht die realen Häufigkeiten von Sternen widerspiegeln, sondern die leuchtkräftigeren Sterne hier stark überbetont auftreten müssen.
An mehreren Stellen wird die wichtige Methode der Entfernungsbestimmung aus dem Vergleich von scheinbarer und absoluter Helligkeit benutzt, es fehlt aber der Hinweis auf den Einfluss der interstellaren Extinktion, der sich tatsächlich als der entscheidende Störfaktor erweist. Die Beschreibung des Materietransports in engen Doppelsternsystemen zählt zu den interessanten und in vergleichbaren Büchern nicht oft zitierten Fakten. Hier wird jedoch durch diffuse Formulierungen ein physikalisch fehlerhaftes Bild vermittelt: Die Ausdehnung der Roche-Keulen hängt nicht am "kleineren" oder "größeren" Stern, sondern ist tatsächlich durch die Sternmassen bestimmt.
An dieser Stelle hätte die Angabe konkreter Spektraltypen und Leuchtkraftklassen in den beschriebenen Algol- und Beta-Lyrae-Systemen eher für Klarheit gesorgt, zumal das entsprechende Rüstzeug in einem früheren Kapitel gegeben worden war. Unverständlich, wie bei der Beschreibung der Sternbahnen um das Zentrum des Milchstraßensystems eine Formulierung "Wir werden uns noch etwa 115 Lichtjahre über der Ebene bewegen und anschließend umkehren, …" durchgehen konnte (ich wüsste gern, wie dieser Satz im Originaltext lautet).
Hier schließlich nur noch eine Bemerkung zu Schreibweisen im Text: Leider ist bei der Übersetzung immer wieder der Begriff "supermassiv" verblieben. Dieser entspricht nicht dem "extrem massereich" in der deutschen Sprache. Es tut fast weh, den Namen von H. N. Russell, und dieser kommt im Buch angemessen oft vor, durchgängig nur mit einem l geschrieben zu sehen. Eine solche falsche Verbreitung in einem Lehrbuch hat der weltweit bedeutende und in der Wissenschaftsgeschichte so wichtige Astrophysiker nicht verdient!
Positiv hervorzuheben ist die gezielte Ausgestaltung des Buchs für Lernzwecke. Im Textverlauf sind zahlreiche Testfragen eingebaut, die Kapitel bieten aber auch spezielle Rubriken mit Kontrollfragen der Art "Was meinen Sie?" Antworten darauf folgen, in vielen Fällen jedenfalls, am Schluss des Buchs. Lehrer finden hier reichlich Material für die eigene Unterrichtsgestaltung. Allerdings ist es wieder so, dass die Kontrollfragen auf verbale Antworten ausgerichtet sind und quantitative Abschätzungen oder Rechnungen nicht erwartet werden.
Hervorgehobene Kästen "Einblicke in die Wissenschaft" enthalten kurzgefasste Anmerkungen. Bei den Aufnahmen astronomischer Objekte ist eine kleine Matrix behilflich, das jeweilige Frequenzband zwischen Radio- und Gammabereich einzuordnen. Als interessante Ergänzung wird auf Bewegungsanimationen verwiesen, die von der Internetseite des Buchs erreichbar sind. Es handelt sich um kostenfreie Himmelsführungen im Planetariumsprogramm Redshift und sie betreffen beobachtbare Phänomene am Himmel, Gravitation und Planetenbewegung sowie das physische Planetensystem.
Für das Äußere des Buchs wurde vom Verlag eine mit anderen Astronomiebänden vereinheitlichte Gestaltung gewählt und so eine attraktive Neuerscheinung vorgelegt. Inhaltlich ist eine Fülle sehr gut gestalteter Abbildungen mit einem inhaltsreichen Text verbunden.
Die Behandlung des Stoffs zeigt allerdings bedauerliche Schwächen. Insbesondere bin ich der Überzeugung, dass das nahezu völlige Vermeiden selbst einfachster mathematischer Formulierungen jenen Leserkreis deutlich unterfordert, der hierzulande mit einem solchen Werk angesprochen werden kann. Durch eine sanfte Überarbeitung könnte nach meiner Auffassung daraus jedoch ein Buch entstehen, auf das unsere naturwissenschaftlichen Lehrer, ihre Schüler und die zahlreichen, an der Astronomie zum Teil stark interessierten Menschen gern zurückgreifen würden.
Es wird nachfolgend Gewicht auf die Entstehung von Spektren und die Spektroskopie als Mittel der Erforschung kosmischer Gase gelegt, bis sich – dem Untertitel entsprechend – die Vielfalt kosmischer Objektklassen von Erde, Mond und Planeten, Sonne und Sternen bis zu Galaxien und dem Kosmos als Ganzem abgehandelt findet. Ein Kapitel zur Astrobiologie, konzentriert allerdings auf die Entstehung organischer Moleküle, die Suche nach extraterrestrischen Zivilisationen sowie die Diskussion der Drake-Formel, beschließt den Inhalt. Ergänzend sind an vier Stellen sachbezogene Aufsätze aus dem Scientific American abgedruckt.
Der Leser stellt fest, dass im Text, in Verbindung mit den zahlreichen und instruktiven Abbildungen, eine Fülle von Stoff und fachlichen Details angerissen wird. Auch bezüglich der Aktualität bleibt kaum etwas zu wünschen übrig. Ausführungen zu Themen der Physik verdeutlichen die unlösbar enge Verbindung zwischen beiden Wissenschaften. Beispiele dafür sind die newtonschen Bewegungsgesetze, Atombau und Spektrallinien sowie die spezielle und allgemeine Relativitätstheorie, auch die fundamentalen Kräfte der Natur.
Die Darstellung im Buch ist bewusst rein beschreibend gewählt und soll somit auch Lesern ohne mathematischen Hintergrund den Zugang gewähren. Allerdings geht diese Rücksichtnahme wohl etwas weit, wenn man glaubt erläutern zu müssen "… c2 (= c • c) ...", oder wenn im Anhang ein ganzer Abschnitt darauf eingeht, was eine grafische Darstellung ist.
Im Zusammenhang mit der Kepler-Bewegung der Planeten sind die Ellipsen unterschiedlicher Exzentrizität anschaulich eingeführt, aber wird sich der Leser nicht fragen, wo die aufgeführten Zahlenwerte von e in der Ellipse versteckt sind?
Die inhaltliche Fülle des Buchs geht stellenweise zu Lasten der Exaktheit. Sachverhalte sind oft nicht einmal andeutungsweise begründet, und so fehlen Voraussetzungen für wirkliches Verständnis und bleibendes Wissen. Die Einführung des Begriffs der scheinbaren Helligkeit erfolgt an Hand einer realen Aufnahme der Orionregion, jedoch die aus den unterschiedlichen Sternfarben eigentlich ersichtliche Bindung von Helligkeitsangaben an definierte Spektralbereiche ist nicht hergestellt.
Bei der Darstellung des Hertzsprung- Russell-Diagramms vermisst man die Warnung, dass die Anzahlen der gezeichneten Bildpunkte nicht die realen Häufigkeiten von Sternen widerspiegeln, sondern die leuchtkräftigeren Sterne hier stark überbetont auftreten müssen.
An mehreren Stellen wird die wichtige Methode der Entfernungsbestimmung aus dem Vergleich von scheinbarer und absoluter Helligkeit benutzt, es fehlt aber der Hinweis auf den Einfluss der interstellaren Extinktion, der sich tatsächlich als der entscheidende Störfaktor erweist. Die Beschreibung des Materietransports in engen Doppelsternsystemen zählt zu den interessanten und in vergleichbaren Büchern nicht oft zitierten Fakten. Hier wird jedoch durch diffuse Formulierungen ein physikalisch fehlerhaftes Bild vermittelt: Die Ausdehnung der Roche-Keulen hängt nicht am "kleineren" oder "größeren" Stern, sondern ist tatsächlich durch die Sternmassen bestimmt.
An dieser Stelle hätte die Angabe konkreter Spektraltypen und Leuchtkraftklassen in den beschriebenen Algol- und Beta-Lyrae-Systemen eher für Klarheit gesorgt, zumal das entsprechende Rüstzeug in einem früheren Kapitel gegeben worden war. Unverständlich, wie bei der Beschreibung der Sternbahnen um das Zentrum des Milchstraßensystems eine Formulierung "Wir werden uns noch etwa 115 Lichtjahre über der Ebene bewegen und anschließend umkehren, …" durchgehen konnte (ich wüsste gern, wie dieser Satz im Originaltext lautet).
Hier schließlich nur noch eine Bemerkung zu Schreibweisen im Text: Leider ist bei der Übersetzung immer wieder der Begriff "supermassiv" verblieben. Dieser entspricht nicht dem "extrem massereich" in der deutschen Sprache. Es tut fast weh, den Namen von H. N. Russell, und dieser kommt im Buch angemessen oft vor, durchgängig nur mit einem l geschrieben zu sehen. Eine solche falsche Verbreitung in einem Lehrbuch hat der weltweit bedeutende und in der Wissenschaftsgeschichte so wichtige Astrophysiker nicht verdient!
Positiv hervorzuheben ist die gezielte Ausgestaltung des Buchs für Lernzwecke. Im Textverlauf sind zahlreiche Testfragen eingebaut, die Kapitel bieten aber auch spezielle Rubriken mit Kontrollfragen der Art "Was meinen Sie?" Antworten darauf folgen, in vielen Fällen jedenfalls, am Schluss des Buchs. Lehrer finden hier reichlich Material für die eigene Unterrichtsgestaltung. Allerdings ist es wieder so, dass die Kontrollfragen auf verbale Antworten ausgerichtet sind und quantitative Abschätzungen oder Rechnungen nicht erwartet werden.
Hervorgehobene Kästen "Einblicke in die Wissenschaft" enthalten kurzgefasste Anmerkungen. Bei den Aufnahmen astronomischer Objekte ist eine kleine Matrix behilflich, das jeweilige Frequenzband zwischen Radio- und Gammabereich einzuordnen. Als interessante Ergänzung wird auf Bewegungsanimationen verwiesen, die von der Internetseite des Buchs erreichbar sind. Es handelt sich um kostenfreie Himmelsführungen im Planetariumsprogramm Redshift und sie betreffen beobachtbare Phänomene am Himmel, Gravitation und Planetenbewegung sowie das physische Planetensystem.
Für das Äußere des Buchs wurde vom Verlag eine mit anderen Astronomiebänden vereinheitlichte Gestaltung gewählt und so eine attraktive Neuerscheinung vorgelegt. Inhaltlich ist eine Fülle sehr gut gestalteter Abbildungen mit einem inhaltsreichen Text verbunden.
Die Behandlung des Stoffs zeigt allerdings bedauerliche Schwächen. Insbesondere bin ich der Überzeugung, dass das nahezu völlige Vermeiden selbst einfachster mathematischer Formulierungen jenen Leserkreis deutlich unterfordert, der hierzulande mit einem solchen Werk angesprochen werden kann. Durch eine sanfte Überarbeitung könnte nach meiner Auffassung daraus jedoch ein Buch entstehen, auf das unsere naturwissenschaftlichen Lehrer, ihre Schüler und die zahlreichen, an der Astronomie zum Teil stark interessierten Menschen gern zurückgreifen würden.
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