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Bunte Reise zum Anfang der Welt

Was ist eigentlich Licht? Und woher kommt es? Diese Fragen faszinierten die Kommunikationsdesignerin Daniela Leitner. Obwohl Physik in der Schule nie zu ihren Lieblingsfächern zählte, begab sie sich intensiv auf Spurensuche. Herausgekommen ist ein außergewöhnlich schön gestaltetes Sachbuch, das sich spannend wie ein Roman liest.

Leitner nimmt den Leser mit auf eine Expedition zu den Anfängen des Lichts: zum Urknall, 13,7 Milliarden Jahre in der Vergangenheit. Dabei verpackt sie selbst komplizierte Sachverhalte in eine verständliche und unterhaltsame Form. Ihre anschaulichen Texte unterstützt sie mit zahlreichen Bildern, die sie in ihrer Wohnung aufgenommen hat. Da verdeutlichen durch den Raum geworfene Socken die Unschärferelation, und Orangen werden zu fusionierenden Atomkernen. Quantenmechanik und Astrophysik wirken dadurch plötzlich ganz alltäglich. Ohne sich den Kopf zerbrechen zu müssen, versteht man auf einmal Konzepte, die einen in der Schule oder an der Uni nur vor Rätsel stellten.

Mürrische Elektronen und friedliebende Photonen

Die Reise beginnt um Mitternacht im Schlafzimmer der Autorin. Von dort aus begleiten wir sie rückwärts in ihrem Tagesablauf, vom Schlafengehen bis zum Aufstehen. Zunächst lernen wir die "Freunde" des Lichts kennen, die Elementarteilchen. Leitner beschreibt sie so liebevoll, als handle es sich um ihre persönlichen Bekannten. Elektronen sind eher mürrisch – deshalb kommen sich zwei von ihnen mit gleichem Spin und gleicher Orientierung lieber nicht zu nah. Photonen dagegen sind diplomatisch und vermitteln zwischen den verfeindeten Teilchen.

Ausgestattet mit diesem Wissen bewegen wir uns sodann weiter in der Zeit zurück bis zum Anfang der Dinge. Auf dem Weg zum Urknall erfahren wir unter anderem, warum unsere Sonne Licht aussendet, wie sie entstanden ist, was es mit der Speziellen Relativitätstheorie auf sich hat und wieso es das Universum überhaupt gibt.

Die Farben der Buchseiten verschieben sich nach und nach von blau zu rot, angelehnt an das Phänomen der kosmischen Rotverschiebung: Da sich das Universum ausdehnt, nimmt auch die Wellenlänge von Photonen zu, während diese im leeren Raum unterwegs sind. Deshalb haben Lichtteilchen, die uns auf der Erde erreichen, umso größere Wellenlängen, je weiter entfernt ihre Quelle ist.

Ein Stichwortverzeichnis am Ende erlaubt, gezielt nach einzelnen Aspekten zu suchen. Als Nachschlagewerk ist das Buch aber wegen seines literarischen Stils weniger geeignet. Dafür bietet es Laien und "Physikmuffeln" einen äußerst spannenden und unterhaltsamen Zugang zu eigentlich schwierigen Themen. Und auch Fachleute werden an Leitners kreativer Herangehensweise sicherlich ihre Freude haben.

Kennen Sie schon …

Sterne und Weltraum – Swing-by – Raumsonde JUICE im Billardspiel mit Mond und Erde

Die europäische Raumsonde JUICE führte ein wichtiges Swing-by-Manöver am Erde-Mond-System durch, um mittels der Schwerkraft zu beschleunigen. Dabei half erstmals auch der Mond mit. Bis 2029 folgen drei weitere Planetenvorbeiflüge, um 2031 dann Jupiter und seine Galileischen Monde zu erreichen. Wir informieren Sie über die Details der Mission. Im zweiten Teil unserer Serie über Observatorien berichten wir über das Extremely Large Telescope (ELT) der ESO, das in der chilenischen Atacama-Wüste gebaut wird. Ein langjähriger ESO-Mitarbeiter beschreibt uns den Fortschritt des Großprojekts. Das ELT soll ähnliche Durchbrüche wie die Weltraumteleskope Hubble und James Webb ermöglichen. Darüber hinaus beleuchten wir die wissenschaftshistorische Bedeutung der Werke des Philosophen Immanuel Kant, der dieses Jahr 300 Jahre alt geworden wäre, und zeigen in unserem Praxisbericht, wie Sie vom Boden aus mit amateurastronomischen Mitteln Raumstationen am Himmel fotografieren können.

Spektrum der Wissenschaft – Vorstoß zur Sonne

Viele Vorgänge im leuchtenden Plasma unserer Sonne sind noch immer rätselhaft. Neue Raumsonden sowie Beobachtungen vom Erdboden aus sollen dabei helfen, die Phänomene besser zu verstehen. Außerdem im Heft: Höhere Symmetrien tragen zur Lösung physikalischer Rätsel bei – vom Teilchenzerfall bis hin zum Verhalten komplexer Quantensysteme. Wir berichten von Untersuchungen an kopflosen Würmern und winzigen Zellklumpen, die kein Gehirn haben, aber grundlegende kognitive Fähigkeiten. Die Klimaforschung nimmt Aerosole in den Blick, um Klimasimulationen zuverlässiger zu machen. Wussten Sie, dass die statistische Methode des t-Tests in der Guinness-Brauerei erfunden wurde? Daneben berichten wir über codebasierte Kryptografie.

Sterne und Weltraum – Gravitationswellen – Wie ist der Status bei gemessenen Signalen?

Gravitationswellendetektoren messen seit April 2024 wieder Signale von Schwarzen Löchern – in unserer Titelgeschichte erfahren Sie mehr über die neuen Erkenntnisse zu diesen rätselhaften Objekten. Darüber hinaus zeigen wir Ihnen die Technik der JANUS-Kamera auf der europäischen Raumsonde JUICE, die im Juli 2031 Jupiter und seine Monde detailliert erkunden soll. Wir berichten über die erfolgreiche Probennahme von der Mondrückseite mit der chinesischen Sonde Chang’e 6 und zeigen neue Aufnahmen des Weltraumteleskopes Euclid.

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