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Kosmos

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Das Foucaultsche Pendel aus der Perspektive von Gerhard Richter

Anlässlich des 90. Geburtstags von Gerhard Richter am 9. Februar 2022

Ein Pendel behält stets seine Pendelebene bei. Das kann man leicht überprüfen. Im einfachsten Fall nimmt man ein passendes Gestell, an dem man eine kleine Kugel u. Ä. an einem Faden schwingen lässt. Dieses Pendel wird sodann auf einen drehbaren Untersatz platziert. Dazu eignet sich zum Beispiel ein Drehstuhl oder eine drehbare Tortenplatte. (Ich selbst benutze meinen alten Schallplattenspieler). Dreht man den Untersatz nun vorsichtig um sich selbst nachdem man das Pendel in Aktion gesetzt hat, so macht man eine interessante Beobachtung: Das Pendel behält unabhängig von der Drehung seine ursprüngliche Pendelebene bei. Viele finden das merkwürdig.
Was würde denn zu beobachten sein, wenn man sich in das drehende System versetzt dächte? Die Pendelebene würde sich drehen. Wäre das nicht noch merkwürdiger?
Es ist ja faktisch so, dass wir permanent auf einem drehenden System hocken, auf unserer Erde. Sie dreht sich in 24 Stunden einmal um sich selbst. Davon merken wir nur indirekt etwas, zum Beispiel dadurch dass die Sonne aufgeht, ihre Bahn zieht und wieder untergeht. Durch unser kleines Pendel-Dreh-Experiment könnte nunmehr der Gedanke aufkommen, dass ein Pendel, das man lange genug in Schwingung hält, allmählich seine Pendelebene drehen müsste, weil die Erde sich wie ein elaborierter Drehstuhl rotiert.
Einen ähnlichen Gedanken hatte im 19. Jahrhundert der Physiker Jean Bernard Léon Foucault (1819 – 1869). Nach Vorversuchen in seinem eigenen Keller konnte er am 26. März 1851 im Panthéon mit einem 67 Meter langen Pendel und einem 28 Kilogramm schweren Pendelkörper der Öffentlichkeit ein solches Experiment vorführen und damit die Erddrehung gewissermaßen spürbar werden lassen.
Würde man ein solches Foucaultsches Pendel auf dem Nordpol unserer Erde schwingen lassen, so würde sich die Pendelebene in 24 Stunden genau einmal um sich selbst drehen. Weil das Pendel an anderen Stellen der Erde schräg zur Erdachse steht, bewegt sich die Pendelebene je nach geografischer Breite langsamer.
Bei uns in Münster bräuchte das Pendel der Theorie zufolge für einen Umlauf 30 Stunden. Der empirische Beweis dafür kann inzwischen auch in der profanierten Dominikanerkirche in Münster erbracht werden, wo der Künstler Gerhard Richter (* 09.02.1932) im Rahmen der Installation „Zwei Graue Doppelspiegel für ein Pendel“ in einem ansprechenden Ambiente das „Experiment“ für jeden zugänglich gemacht hat.
Das Pendel besteht aus einem 29 m langen Seil mit einer 22 cm großen und 48 kg schweren Messingkugel. Das Seil ist in der hohen Vierungskuppel befestigt und schwingt 4 cm über der kreisrunden Bodenfläche aus Naturstein.
Damit das Pendel nicht durch unvermeidliche Reibungen (vor allem mit der Luft) abgebremst schließlich zur Ruhe kommt, wird es mit einer zentral unter der Schwingungsebene angebrachten vom Fachbereich Physik der Universität Münster entwickelten Elektronik in Gang gehalten.
Über das rein Physikalische des Pendels hinausgehend besteht das Kunstwerk aus zwei an den Wänden angebrachten grauen Doppelspiegeln. Sie reflektieren das Pendel und unvermeidlicherweise die BeobachterInnen gleich mit. Vielleicht sollen auf diese Weise Reflexionen über physikalische und gesellschaftliche Fragen zum Pendel im engeren und weiteren Sinn angeregt werden.

Ich finde das Foucaultsche Pendel in seiner frappierenden Einfachheit vor allem deshalb beeindruckend, weil es eine kosmische Bewegung auf ein menschliches Maß bringt.

Was wissen wir?

Jeder Stern, den wir sehen und erst recht all die unzähligen Sterne, die uns verborgen bleiben, können als Sinnbild unseres beschränkten Horizonts angesehen werden. Interessanterweise sehen wir die Sterne nur in der Dunkelheit der Nacht, wenn wir (fast) alles andere, für unser Leben Wesentliche nicht sehen. Das Tageslicht beschränkt uns auf die für unser Leben und Überleben relevante Sphäre.

In einer einige Jahre zurückliegenden Rezension von Petra Wiemann heißt es: „Für den von Platon inspirierten Physiker Sir Roger Penrose ist die Wirklichkeit in der Sprache der Mathematik geschrieben.  Unsere Welt besteht aus drei miteinander verbundenen Sphären:
Jede der drei Welten – die materielle Welt, die Welt des Bewusstseins und die platonische Welt – entsteht jeweils aus einem winzigen Stück einer der anderen. Und es ist immer das absolut vollkommene Stück. Wenn Sie sich den gesamten materiellen Kosmos ansehen, so ist unser Gehirn ein ungeheuer winziger Teil dieses Kosmos. Aber es ist der Teil von ihm, der vollkommen organisiert ist. Verglichen mit der Komplexität eines Gehirns ist eine Galaxie nur ein lebloser Klumpen. Das Gehirn ist das erlesenste Stück materieller Wirklichkeit, und genau dieses Stück bringt die geistige Welt hervor, die Welt des bewussten Denkens.“

Daran möchte ich einige Gedanken anschließen: Ich frage mich nämlich, ob eine Galaxie wirklich ein lebloser Klumpen ist? Würde unser Gehirn rein materiell betrachtet nicht ebenso leblos erscheinen? Entscheidend scheint mir aber die Frage, woher nehmen wir die Gewissheit, dass wir mit unserem Gehirn als winziger Teil des unüberschaubar großen Kosmos etwas Umfassendes und Gültiges über das ihn Bergende zu sagen vermögen. Denn einerseits nehmen wir mit unseren Sinnen einschließlich der sie verlängernden Technik nur einen völlig irrelevanten anthropomorphen Ausschnitt aus der Gesamtheit der Welt wahr. Andererseits ist es nach unseren eigenen Denkregeln gar nicht möglich, dass ein winziger Teil des Ganzen eben dieses Ganze in einer auch nur annähernd zutreffenden Weise zu umfassen und zu verstehen vermag.
Sicher, auch das was ich hier schreibe unterliegt diesen prinzipiellen Einschränkungen und bringen einmal mehr zum Ausdruck, dass wir uns im Kreise drehen. Doch ebenso wie der Tanz eine sehr elegante und gegebenenfalls auch aufregende Bewegung sein kann, können wir in ähnlicher Weise unser Denken und die Wohltaten, die auf der Grundlage dieses Denkens hervorgebracht werden, genießen und zum Wohle unserer und nachfolgender Generationen einsetzen. Wir müssen es aber auch tun.

Sommersonnenwende mit Ministonehenge

Was macht man, wenn man im Strandurlaub die Sommersonnenwende miterlebt und ein besonderes Gefühl für dieses kosmische Ereignis nicht so recht aufkommen will? Man baut sich ein Mini-Stonehenge aus dem Gedächtnis. An diesem Strandmonument ist allerdings nur eines in einem gewissen Sinne kosmisch – der Schatten. Er zeigt, dass die Sonne hoch am Himmel steht und vermittelt auf diese Weise einen Eindruck von der brütenden Hitze in der dieses Bauwerk entstand. Die Altvorderen, die das reale prähistorische Stonehenge vor weit mehr als 2000 Jahren vor Chr. erbauten, werden zwar nicht die Hitze, aber wesentlich größere Widrigkeiten zu überwinden gehabt haben. Man denke nur an die riesigen Steine, die nach neuesten Forschungen aus Wales nach Südengland transportiert wurden.
Auch wenn die Theorien und Sagen um das Monument Stonehenge in Südengland oft sehr weit auseinanderliegen, in einem Punkt stimmen alle überein. Den Erbauern ist es gelungen, die Hufeisen und die ihren Öffnungen vorangestellten Steine exakt auf den damaligen Sonnenaufgang am Tag der Sonnenwende auszurichten.

Heute ist mal wieder eine solche Sommensonnenwende (auf der Nordhalbkugel der Erde), die als Beginn des astronomischen Sommers gilt. Die Sonne hat den in ihrem jährlichen Verlauf höchsten Punkt erreicht und steht über dem nördlichen Wendekreis. Weil damit der größere Teil der täglichen Sonnenbahn oberhalb des Horizonts liegt, haben wir heute den längsten Tag und die kürzeste Nacht. Die Sonnenwende wird auch mit Solstitium (lat. „Sonnenstillstand“) bezeichnet, weil man sich vorstellt, dass beim Übergang von auf nach ab ein Moment des Stillstands auftritt.
Irritierend mag erscheinen, dass der Sommeranfang mit dem Zeitpunkt zusammenfällt, in dem die Tage und damit die Sonnenscheindauer wieder kürzer werden. Diese Festlegung ist dadurch gerechtfertigt, dass die Erwärmung der Erde durch die zunehmende Sonnenscheindauer und Sonnenhöhe dem gewissermaßen hinterherhinkt. Einige weitere Aspekte zu dieser Problematik wurden zur Tag-und-Nachtgleiche am 20. März diskutiert.

Pi – endlos und musterlos, aber perfekt rund

Wie schon in den Vorjahren möchte ich auch diesmal am Pi-Tag an das π erinnern (3.14 nach amerikanischer Schreibweise). Diesmal mit einem Zitat aus Ulrike Draesners Roman Vorliebe.

Da half nur π. Stellen 1 – 752. Den offiziellen π-Weltrekord hielt ein Chinese. Intensives Zahlenverhältnis. Sie würde ins Guinness-Buch der Rekorde lieber eingehen mit einem Rekord beim Essen. Oder Küssen.
Ganz der falsche Gedanke.
Rasch zwang sie sich zu dem Chinesen zurück. 67890 π-Stellen hatte der Mann am 20. November 2005 in einer Zeit von 24 Stunden und 4 Minuten fehlerfrei aufgesagt. Zahlen hatte sie schon immer gemocht, Zahlen waren endlos, egal, ob real oder imaginär, man erfand sie, schon folgte ihnen die Wirklichkeit. Vor allem aber hingen sie immer zusammen, stets war eine Regel denkbar, die Zahl x an Zahl y band.
π. Endlos, musterlos, schlimmer als der Kosmos, perfekt chaotisch, perfekt rund.*


*Ulrike Draesner. Vorliebe.  München 2012, S. 49

Der junge Mond im Geäst verhaspelt

Dem jungen Mond wird meines Erachtens nicht nur in der Belletristik – von einigen sehr schönen Ausnahmen abgesehen – zu wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Unter „Mond“ versteht man meistens den Vollmond, ohne es explizit zu sagen. Dabei beginnt mit dem jungen Mond, der feinen Sichel, die sich nach den dunklen Neumondnächten, nur kurz aber mit der Zeit immer länger und deutlicher zeigt, ein Zyklus des Neubeginns, den ich gelernt habe, in mein Leben zu integrieren. Weiterlesen

Eine Milchstraße von Reflexen im Zentrum für internationale Lichtkunst

Im Zentrum für internationale Lichtkunst in Unna hat mich eine anspielungsreichen Installationen von Mischa Kuball (*1959), Space, Speed, Speech, besonders beeindruckt. Obwohl viele andere Assoziationen möglich sind, werde ich vor allem an kosmologische Bilder erinnert, an Planeten, Monde, die von Sonnen angestrahlt werden und eine nicht enden wollende Schar von Sternen. Weiterlesen

Die Sonnenfinsternis aus der Sicht eines Dichters

Die Medien sind heute voll von der gestrigen Sonnenfinsternis in den USA. Kann man dem noch etwas hinzufügen? Meines Erachtens ist die Beschreibung der Sonnenfinsternis vom 8. Juli 1842 von Adalbert Stifter (1805 – 1868) es wert, in Erinnerung gerufen zu werden. Stifter vermag es in seinem Bericht Dinge anzusprechen und zur Wirkung zu bringen, die in den heutigen Darstellungen eines solchen kosmischen Ereignissen kaum vorkommen. (Das Foto zeigt den Beginn einer Sonnenfinsternis, die ich vor vielen Jahren beobachtete):

Es gibt Dinge, die man fünfzig Jahre weiß, und im einundfünfzigsten erstaunt man über die Schwere und Furchtbarkeit ihres Inhaltes. So ist es mir mit der totalen Sonnenfinsternis ergangen, welche wir in Wien am 8. Juli 1842 in den frühesten Morgenstunden bei dem günstigsten Himmel erlebten. Weiterlesen

Herbstliche Blätter

DSCF8828Naturwissenschaftlich betrachtet äußert sich in den Jahreszeiten der Umlauf der Erde um die Sonne. Die während des Umlaufs unverändert bleibende Erdachse führt dazu, dass seit dem 22. Juni der Sonnenweg auf der Nordhalbkugel und damit die Tag wieder kürzer werden.Das bemerkt man erst so richtig im Herbst, was durch zahlreiche weitere Merkmale wie die sich verfärbenden und schließlich fallenden Blätter unterstrichen wird. Die dunkle und kalte Jahreszeit beginnt. Weiterlesen

Die Welt ist alles, was der Fall ist

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in der Schule 37/4,280 (1999).

Die Aussage Wittgensteins, in der der Fall im metaphorischen Sinne verwendet wird, „zerfällt“ in ein ganzes Spektrum von Bedeutungen, wenn man sich die zahlreichen Fälle vor Augen führt, in denen der Fall nicht nur in der realen Bedeutung des Falles als Sturz verwendet wird. Ursprung aller Fälle ist vielleicht der Sündenfall, und nachdem die ersten Menschen der irdischen Schwerkraft ausgesetzt worden waren die Hinfälligkeit der Menschen, ihr Fall zur Erde.

PDF: Die Welt ist alles, was der Fall ist

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