Zeit

Wie man Seifenblasen am Platzen hindert

Die Dauer – eine noch einzuführende Wissenschaft

Paul Valéry (1871 – 1945)

Die schillernden Kugeln üben eine große Faszination aus: wegen ihrer Farbspiele, aber auch ihrer meist sehr kurzen Lebensdauer. Doch diese lässt sich mit ein paar Tricks auf über ein Jahr verlängern!

Wenn man sagt, Träume zerplatzen wie Seifenblasen, wird die Vergänglichkeit dieser fragilen Objekte sprichwörtlich. Bei den menschlichen Bemühungen, Träume wahr werden zu lassen und Seifenblasen ein längeres Leben einzuhauchen, gibt es zumindest beim letzteren Punkt bemerkenswerte Fortschritte.

Physikalisch gesehen ist eine Seifenblase ein kugelförmiger Flüssigkeitsfilm, der mit einem Gas gefüllt ist, normalerweise Luft. Wie man an den prachtvollen Interferenzfarben direkt erkennen kann, ist die Wand einer solchen Blase äußerst dünn. Denn das bunte Schillern bedeutet, dass bei den Lichtwellen, die an der Außen- und Innenseite des Films reflektiert werden und sich dann überlagern, einzelne Farben ausgelöscht und andere verstärkt werden. Das ist aber nur bei einer Wanddicke möglich, die in der Größenordnung der Wellenlängen des sichtbaren Lichts liegt, also unterhalb eines tausendstel Millimeters.

Auf die filigrane Seifenhaut wirkt gleich nach ihrer Entstehung die Schwerkraft ein. Infolgedessen rinnt Flüssigkeit auf Grund ihres eigenen Gewichts langsam die Wand hinunter. Dadurch wird diese im oberen Bereich immer dünner. Zuweilen zeigt sich die Umverteilung an einem wachsenden Tropfen am unteren Ende.

Die Beobachtung, dass die Erdanziehung die Lebensdauer der Blasen maßgeblich verkürzt, wird durch Experimente in der internationalen Raumstation ISS untermauert. In der dortigen Schwerelosigkeit existieren die Gebilde länger als bei ansonsten vergleichbaren Bedingungen auf der Erde.

Zusätzlich zur Gravitation setzen den Seifenblasen weitere Vorgänge zu. So verdunstet mehr oder weniger Flüssigkeit aus der Wand, je nach den herrschenden meteorologischen Bedingungen. Bei hoher Luftfeuchte halten sich die Blasen länger als bei strahlendem Sonnenschein. Die lebensverlängernde Wirkung lässt sich bei Nieselwetter besonders gut beobachten. Nicht nur nimmt die Verdunstungsrate ab – vermutlich werden sogar die Wasserdampfverluste durch auftreffende winzige Wassertröpfchen teilweise kompensiert.

Die Blase ist außerdem äußeren Störungen unterworfen, beispielsweise durch Luftbewegungen. Diese lassen die Wandstärke schwanken und provozieren Ausgleichsströmungen, die in schillernden Schlieren ihren sichtbaren Ausdruck finden. Wenn das die Blase nicht schon vorher hat platzen lassen, beobachtet man gegen Ende ihrer Lebenszeit, wie von oben beginnend die Farben sukzessive verschwinden. Dann ist die Filmdicke geringer als die Wellenlängen des sichtbaren Lichts, und unterhalb von einigen zehn Nanometern steht das Ende der Blase unmittelbar bevor.

Die unmittelbarste Bedrohung der schwebenden Sphären ist eine äußere Berührung, sei es von Staub oder durch die Hand eines spielenden Kindes. Solche Kontakte fungieren als so genannte Nukleationskeime, die oft rasend schnell zu einem Loch in der Blase und somit zum Platzen führen. Manchmal genügen bereits Inhomogenitäten der Seifenkonzentration als Auslöser. Berührungen erfolgen in vielen Fällen mit benetzbaren (hydrophilen) Gegenständen. Sie entziehen der dünnen Wand punktuell sehr viel Flüssigkeit, die nicht schnell genug durch Ausgleichsströmungen ersetzt werden kann. Das muss nicht immer so sein: Auf regennassen Blättern bleiben Seifenblasen liegen, ohne zu zerspringen.

Unterschiedliche Maßnahmen können das Leben der Gebilde verlängern. Straßenkünstler haben sich Rezepte für Seifenblasen erarbeitet, die zumindest einige Minuten überstehen. Solche Erfolge haben Aymeric Roux, Alexis Duchesne und Michael Baudoin von der Université Lille im Jahr 2022 allerdings weit in den Schatten gestellt: Den drei französischen Physikern gelang es, Blasen mit einer Lebensdauer von bis zu 465 Tagen herzustellen.

Dabei haben die Forscher die destruktiven Prozesse in der Seifenblase systematisch beseitigt. Sie unterbanden ein Herunterrinnen der Flüssigkeit in der Wand, indem sie der Lauge winzige Plastikteilchen mit einem Durchmesser von etwa einem zehntel Millimeter zufügten. Die hydrophilen Partikel umgeben sich mit der Flüssigkeit und werden von dieser mit in die Kugelform gezwungen. Der Effekt ähnelt dem Verhalten von trockenen Sandkörnern, die durch Zugabe von Wasser zu dauerhaften Sandburgen gestaltet werden können: Dort hält die Feuchtigkeit die Körner in Form, und der Sand hindert durch seine Hydrophilie das Wasser am Abfließen. Bei der Blase verfestigen die Kügelchen zudem das Gebilde und machen es unempfindlich gegen Berührungen und andere Quellen von Nukleationskeimen.

Wie man aber von einer Sandburg weiß, verhindert die Bindung des Wassers an den Körnern nicht dessen Verdunstung. Jedes Strandkunstwerk zerfällt irgendwann, wenn man den Sand nicht ständig befeuchtet.

Um dem Wasserverlust in den Blasen vorzubeugen, haben die Forscher ihrer Mixtur Glyzerin zugegeben. Dabei handelt es sich um eine hygroskopische Substanz, das heißt, sie kann Wasserdampfmoleküle aus der Umgebung aufnehmen und damit der Verdunstung entgegenwirken. Das funktioniert umso effektiver, je größer die Dampfkonzentration in der umgebenden Luft ist. Durch eine passende Dosierung sorgte das Team für Ausgewogenheit zwischen dem Wasserverlust durch Verdunstung und der Absorption durch das Glyzerin in der Wand. Damit konnte die Blase nicht mehr austrocknen.

Die verschiedenen Komponenten und Vorgänge in den dergestalt präparierten Blasen waren so gut ausbalanciert, dass ein Exemplar 465 Tage durchhielt. Der Rekord steht allerdings in einem ernüchternden Kontrast zu den Eigenschaften, die wir gemeinhin mit einer Seifenblase verbinden – sie alle fehlten hier. Weder schwebte die Sphäre, noch spiegelte sie oder schillerte farbenprächtig, sondern sie lag auf dem Untergrund wie die weißliche Kuppel einer Radarstation. Am Schluss platzte sie nicht spektakulär, sondern fiel kraftlos in sich zusammen. Dazu, woran sie schließlich doch noch zu Grunde gegangen ist, können die drei Wissenschaftler nur Vermutungen anstellen. Sie verdächtigen Kolonien von Mikroorganismen, die sich im Flüssigkeitsfilm entwickelten und das sorgfältig austarierte Gleichgewicht schließlich zerstörten.

Quelle

Roux, A. et al.: Everlasting bubbles and liquid films resisting drainage, evaporation, and nuclei-induced bursting. Physical Review Fluids 7, 2022

Aufbruch in die zweite Dekade

Jetzt bist du 10 Jahre alt, lieber Lano, dazu möchte ich dir ganz herzlich gratulieren. Aber du kannst mir auch gratulieren dazu dass ich dir jetzt zum 10. Mal einen zahlenverliebten Glückwunsch auf diesem Blog schicke. Ganz früher hat ihn deine Mama gelesen und sich für dich darüber gefreut. Dann später hat sie dir erklärt, was dort geschrieben stand, und in den letzten Jahren kannst du das selbst lesen. Wenn du etwas nicht verstehst – bitte fragen.
Irgendjemand (wer wohl?) behauptete mal, die Zehen heißen so, weil es Zehn sind. Ich sagte damals, dass es wohl umgekehrt sei, weil die Zehen vor der Zehn da waren. Aber die zehn Zehen und zehn Finger haben tatsächlich etwas mit der Zahl Zehn zu tun. Die indogermanische Bedeutung (ahd. zehan) bedeutet vermutlich „zwei Hände“ und die haben nun mal 10 Finger. Du erinnerst dich bestimmt daran, dass du die Finger zum Zählen und Rechnen benutzt hast und wie schwierig es wurde, als die Zahlen größer als 10 wurden. Aber zum Glück hat man es so eingerichtet, dass die Zahlen (im Zehnersystem) immer noch in Blöcken von jeweils 10 Teilen aufgeteilt sind.

Mathematisch ist die 10 sehr interessant. Sie ist eine Dreieckszahl. Das bedeutet das die Summe der Zahlen von 1 bis 4, also: 1+2+3+4 = 10 ist. Das wird als Zeichen für Vollkommenheit angesehen. Außerdem ist 10 eine Tetraederzahl. Das heißt, du kannst mit 10 Kugeln ein Tetraeder bauen: Zunächst ein Dreieck mit 6 Kugel, dann 3 Kugeln in die Vertiefungen zwischen den Kugeln und zum Schluss eine Kugel in die dadurch entstandene Vertiefung obendrauf (siehe unteres Foto). Du kannst das mit Murmeln nachmachen. Vielleicht findest du damit auch noch heraus, welches die nächst kleinere und die nächst größere Tetraederzahl ist.

Die zehn Gebote nach Mose gelten im Judentum und in den christlichen Kirchen als der Schlüssel zu einer gelungenen Lebensgestaltung.
Die zehn biblischen Plagen waren laut Überlieferung eine Reihe von Katastrophen in Ägypten im 13. Jahrhundert vor Christus.
Der Zehnt war bis ins 19. Jahrhundert hinein der zehnte Teil des Ertrags eines Grundstücks, den man als Steuer zu entrichten hatte.
Zehn Himmelsstämme kennt die chinesische Astrologie.
Die zehn Betrachtungen sind buddhistische Meditationsthemen.
Und vieles andere mehr, in dem die 10 von Bedeutung ist.

Im Laufe der Zeit…

…verändert sich alles. Hier sehen wir eine Steinskulptur (Heiligendarstellung?), die im Laufe der Zeit ziemlich flach geworden ist. Ich sah sie im Kreuzgang einer Kirche. Welche Kräfte mögen hier am Werk gewesen sein? Die Figuren scheinen auch noch zu grinsen. Ob sie dass auch schon vorher getan haben, als ihr Profil noch erhaben war? Oder haben wir es mit einer Pareidolie zu tun?  

Vom lockeren Sand zum festen Gestein

Die beiden Fotos sind keine 200 m voneinander entfernt aufgenommen worden und doch trennen sie geologische Zeiträume. Das linke Foto ist gerade mal ein oder zwei Tage alt, nachdem die Struktur durch einen Sandsturm aus dunklem und hellem Sand geschaffen wurde. Das rechte Foto deutet auf eine ganz ähnliche Entstehungsgeschichte hin, aber es ist kein lockerer Sand mehr sondern festes Gestein, das hier als Element eines Gehweges mit Mörtel verfugt wurde. Vermutlich ist es in einem nahe gelegenen Steinbruch gefördert worden, nachdem durch welche erdgeschichtlichen Vorgänge auch immer eine Versteinerung der ehemaligen Dünenlandschaft stattgefunden hat, die der heutigen sehr ähnlich gewesen sein muss.
Für mich ist es ein merkwürdiges Gefühl, diese beiden Strukturen, die sich offenbar nur in der Festigkeit unterscheiden, hier in trauter Gemeinsamkeit vorzufinden, als wäre es das Natürlichste von der Welt: Alles ist nach wie vor da, nur die Zeit ist weg.

Warten auf den nächsten Zug

Warten kann anstrengend sein, insbesondere wenn man auf dem Bahnhof auf den verspäteten Zug wartet, dessen Ankunftszeit entscheidend dafür ist, ob man beim nächsten Umsteigen den Anschlusszug noch schafft oder nicht. Man kann sich zehnmal klarmachen, dass die Unruhe des Wartens vergebens ist. Sie beeinflusst in keiner Weise die Ankunftszeit des Zuges und das, was danach passiert. Besser ist es, man gewinnt dem Ort an dem man sich befindet, zur Kompensation etwas Positives ab. Ist hier vielleicht etwas Schönes? Die Bank auf der ich sitze, ist modern, technisch, glatt ebenmäßig, ist sie vielleicht auch schön oder zumindest interessant, wenn ich sie als eine Art Grafik betrachte? Aber wer betrachtet solche Dinge überhaupt. Habe ich vorher auch nicht getan.

Holzuhr

Die Jahre werden durch die Jahresringe angezeigt, die Stunden und Minuten, von denen man möchte, dass sie nicht vergehen durch die Holzzeiger, die sich allerdings bei näherem Hinsehen als Risse erweisen.

Die Wiedervereinigung eines Steins

Vor vielen Jahren – es muss so um 1980 gewesen sein – hatte ich eine große Ladung Sand zu Pflasterzwecken bestellt. Darin waren einige größere Steine enthalten. Einer gefiel mir besonders (rechtes Foto). Er war etwa 15 cm lang. Ich hatte gleich den Verdacht, dass er im Innern ein Geheimnis barg. Also versuchte ihn mit der spitzen Seite eines Hammers zu spalten. Das gelang erst beim zweiten kräftigen Schlag, beim ersten sprang nur ein Teil einer „Schale“ ab (rechtes Foto). Der Stein zerfiel in zwei Hälften (linkes Foto). Statt darin Ammoniten zu finden, musste ich mit der in der linken Hälfte zu sehenden Struktur Vorlieb nehmen. Es handelt sich um ein polygonales Muster mit einem Netzwerk von Adern feiner Kristalle.
Irgendwie geriet der Stein dann in Vergessenheit zumindest die ein Hälfte. Die andere begleitete mich während der Jahrzehnte als Teil eines Steinbeets. Beim Umgraben im Garten kam nunmehr die andere Hälfte zum Vorschein. Ich erkannte sie nicht sofort und brachte sie zum Steinbeet, wo es dann fast wie von selbst zur Wiedervereinigung kam. Die Hälften passen immer noch sehr gut zusammen. Nur in der Patina unterscheiden sie sich ein wenig, weil sie andere Lebensläufe hinter sich haben. Während der saubere Teil die ganze Zeit vom Zahn der Zeit geschützt in der Erde weilte, war der andere dem Zahn der Zeit oberhalb der Erde ausgesetzt. Aber sie passen noch genauso gut zusammen wie vor Jahrzehnten – jedenfalls rein morphologisch.

Zeit – ein dehnbarer Begriff…

Die physikalische Größe der Zeit ist sehr genau messbar. Sie ist nach Erkenntnissen der Relativitätstheorie aber auch vom Bewegungszustand der Objekte abhängig auf die sich die Zeitmessung bezieht. So laufen die inneren Prozesse eines physikalischen Systems bezogen auf einen Beobachter langsamer ab, wenn sich das System relativ zum Beobachter bewegt. Der Effekt wird aber erst dann so richtig offenbar, wenn die Bewegung nahezu mit Lichtgeschwindigkeit erfolgt.

Der Gedanke, dass Zeit in irgendeiner Weise von der Bewegung, bzw. der Geschwindigkeit abhängt, ist in der Literatur schon vor der Physik geäußert worden, die diesen Gedanken erst im Rahmen der Relativitätstheorie Einsteins begrifflich erfasste. Das folgende Beispiel aus einem Lustspiel, mag dies demonstrieren:

Darin äußert sich der Schulmeister, ein Protagonist aus diesem Stück, über eine bevorstehende Schlacht:

„… auch flüstert man sich aus zuverlässigen Quellen in die Ohren, daß das auseinandergelaufene Heer des Ypsilanti am 25sten künftigen Monats in einer großen Bataille gesiegt hat.

Tobies: (Nase und Maul aufsperrend): Am 25sten k ü n f t i g e n – ? 

Schulmeister: Wundern Sie sich nicht, Herr Tobies! Die Kuriere gehen rasch! Verbesserte Poststraßen, verbesserte Poststraßen!

Tobies: Jesus Christus! So ’ne Poststraße, worauf der Kurier einen Monat vorausläuft, möchte ich vor meinem Tode wohl ‚mal sehen!

Schulmeister: Freilich ist so etwas hier zu Lande rar! Aber, Herr Tobies, Sie werden ja aus eigner Erfahrung bemerkt haben, daß ein gutes Pferd auf einer guten Chaussee den Weg von einer Stunde in einer halben zurücklegt; wenn Sie sich nun das Pferd immer besser und die Chaussee immer vortrefflicher denken, so muß es ja natürlich dahin kommen, daß das Pferd den Weg in einer Viertelstunde, in zehn Minuten, in einer Minute, in nichts, in gar nichts und zuletzt in noch weniger als gar nichts zurück gelegt! Begreifen Sie?

Tobies: Ich begreife, aber verstehen tu ich Sie hol mich der Teufel! Doch noch nicht.

Schulmeister: Da Sie mich schon begreifen, macht es soviel nicht aus, ob Sie mich auch verstehen.“*

Hier ist der Autor noch ein erheblichen Stück über den Wettlauf zwischen dem für seine Schnelligkeit bekannten Achilles und einer sich langsam bewegenden Schildkröte noch erheblich hinausgegangen. Die dem griechischen Philosophen Zenon von Elea (5. Jh. v. Chr.) zugeschriebene Behauptung, dass Achilles trotz seiner größeren Schnelligkeit die mit einem kleinen Vorsprung startende Schildkröte niemals einholen geschweige den überholen könne, ist gar nicht so leicht zu widerlegen. Jedenfalls, wenn man sich auf die mathematische Seite des Problems einlässt.

Christian Dietrich Grabbe. (1801-1836): Scherz, Satire, Ironie und tiefere Bedeutung. Frankfurt 1987, S.12f

Durchsichtige Zeiten

Liebe Julia, heute ist dein 41. Geburtstag, zu dem ich dir ganz herzlich gratuliere. Ich hoffe, du erinnerst dich an die Situation, die auf dem Foto zu sehen ist. Ich habe sie noch sehr deutlich vor Augen. Da du deinen 40. Geburtstag nicht feiern konntest und es in diesem Jahr noch nicht anders ist, summiert sich für das nächste Jahr so einiges auf, was sich in der Besonderheit der Zahl 42 niederschlägt. Aber denke nicht, dass die Zahl 41 uninteressant ist, oh nein! Sie ist zum einen eine Primzahl. Prim kommt von Primus, der Erste und heißt dann wohl in der weiblichen Form Prima. Jedenfalls nehmen wir es mal so. Des Weiteren liefert das Polynom n² + n + 41 für alle n von 0 bis 39 weitere Primzahlen – ohne Ausnahme. Kannst ja mal nachrechnen.
Und wenn wir schon beim Quadrieren sind, das Quadrat von 41 ergibt 1681 und das ist das Geburtsjahr von Georg Philipp Telemann (1681 – 1767). War das nicht dein Lieblingskomponist? Wie dem auch sei, du siehst auch die auf den ersten Blick nichtsagende 41 hat es in sich, das zeigt bereits darin, dass ihre Quersumme 5 ist. Und haben wir nicht 5 Finger an jeder Hand? Du wirst es merken, dass dich die 41 im positiven Sinne begleiten wird.

Dreimal dreizehn ist neununddreißig

Lieber Jan, kannst du dich erinnern, als ich damals anlässlich eines übertriebenen Wunsches mit den Worten vertröstete: „Wenn du dreimal so alt bist, dann können wir darüber reden…“ Damals war das für mich der Sankt Nimmerleinstag. Heute haben wir ihn erreicht. Aber zum Glück habe ich vergessen, um welchen Wunsch es konkret ging und hoffe, dass auch du dich nicht mehr daran erinnerst. Dafür kann ich dir heute im Internet zu deinem 39. Geburtstag gratulieren! Leider fällt in diesen Zeiten eine richtige Feier aus und wir hoffen, dass wir das in einem Jahr mit deinem 40. nachholen können. Weiterlesen →

Spirale 14 – ein vergeistigter Kreis

Die Spirale ist ein vergeistigter Kreis. In der Form der Spirale hat der Kreis, gelöst und entrollt, alles Teuflische eingebüßt; er ist befreit. Das dachte ich mir als Schüler aus, und ich entdeckte gleichfalls, daß Hegels triadische Serie lediglich die fundamentale Spiralität aller Dinge in ihrem Verhältnis zur Zeit ausdrückt. Windung folgt auf Windung. Und jede Synthese ist die These der nächsten Gruppe.*

Ob die Gurkenranke nun an die Hegelsche Triade gedacht hat, konnte ich nicht herausfinden. Vielmehr hatte ich den Eindruck, dass sie müde vom ewigen Suchen nach Stellen, an denen sie Halt finden könnte, sich auf sich selbst besann und sich mit einem schwungvollen Vorlauf nach Innen spiralte. Doch in der realen Welt geht es anders zu als in der idealen Welt der Hegelschen Philosophie. Hier ist man den materiellen Grenzen unterworfen – auch eine Gurke und ihre umtriebigen Ranken. In dem Versuch Windung auf Windung folgen zu lassen, stieß diese Ranke sehr schnell an ein Grenze – und die Grenze war sie selbst. Immerhin macht sie auf diese Weise vor dem pinkfarbenen Hintergrund eingerahmt von den grünen Gurkenblättern einen naturschönen Eindruck, der mich veranlasste, sie hier zu zeigen.

Vladimir Nabokov. Erinnerung. Sprich. Reinbek 1995, S. 374

Der Lauf der Zeit…

… oder die Zeit des Laufes. Jedenfalls ist die Zeit abgelaufen für den hier zu sehende Schuh so wie der Schuh selbst auch – da läuft nichts mehr. Schuhe sind in der Tat eines der zahlreichen Symbole der Zeit. Zum einen unterliegen sie der Mode und oft kann man ihnen ansehen, aus welcher Zeit sie stammen. Zum anderen sieht man Schuhen meistens an, wie lange sie getragen wurden. Dabei ist es eigentlich umgekehrt, und man müsste gerechterweise sagen, dass nicht sie von jemand getragen wurden, sondern sie jemanden getragen haben. Je abgetragener Schuhe sind, desto länger mussten sie ihn oder sie tragen. Wer dabei wen ertragen musste, kann nicht mehr festgestellt werden. Der hier ganz allein auf weiter Flur ohne seinen gespiegelten Zwillingspartner an- oder verwesende Schuh hat zwar seine Fassung noch nicht ganz verloren, obwohl er darauf gefasst sein dürfte, bis ans Ende seiner Tage nicht mehr zu laufen – die Zeit ist ihm schlichtweg davongelaufen. Das gilt für Laufschuhe gleichermaßen.

Wer sich für Schuhgeschichten im engeren oder weiteren Sinn interessiert, den könnte vielleicht auch noch dieser oder dieser oder dieser oder dieser Beitrag interessieren.

Kopfnicken bedeutet nicht immer „Ja“

Wenn sich Hühner fortbewegen untermalen sie jeden Schritt mit einem übertrieben erscheinenden Kopfnicken. Aber sie sind damit nicht allein. Auch andere Vögel wie zum Beispiel Tauben sind für ihre notorische Nickbewegung bekannt. Dass das Nicken mit den Schritten koordiniert zu sein scheint, wird dadurch unterstrichen, dass die Nickfrequenz mit der Laufgeschwindigkeit zunimmt. Das spricht dafür, dass es sich nicht um eine bloße Marotte handelt, sondern um eine physikalisch-physiologische Notwendigkeit. Weiterlesen →

Treppen zimmern

Was du nicht erschaffst, du
bist es nicht. Dein Sein nur Gleichung
für Tätigsein: Wie will denn,
wer nicht Treppen zimmert,
über sich hinausgelangen?
Wie will heim zu sich selber finden,
der ohne Weggenossen?

Günter Kunert (*1929)

Docet umbra

Beim Flanieren in weniger bekannten Orten ist meine Aufmerksamkeit auch auf Gegenstände und Phänomene gerichtet, die einen naturwissenschaftlichen Hintergrund haben. Dazu zählen insbesondere Sonnenuhren. Bei meinem jüngsten Aufenthalt in München, habe ich mir einmal mehr die Sonnenuhr des Münchener Doms, der Frauenkirche, angesehen. Sie war beim letzten Besuch außer Betrieb, weil die Sonne sich hinter den Wolken verbarg. Auch diesmal sah es nicht gut aus. Weiterlesen →

Die Zeit der heiteren Stunden

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Verfall – Spuren der Zeit

Dinge werden durch die Zeit beeinträchtigt, in dem Sinne wie wir zu sagen pflegen, daß die Zeit die Dinge zerbröckelt, und daß alles durch die Zeit altert und durch den Zeitablauf in Vergessenheit gerät. Aber wir sagen nicht, daß wir durch die Zeit gelernt haben, oder daß etwas durch sie neu oder schön geworden ist, denn wir sehen die Zeit an sich eher als Ursache des Verfalls an… Weiterlesen →

Die Zeit steht still

Die Zeit steht still. Wir sind es, die vergehen.
Und doch, wenn wir im Zug vorüberwehen,
Scheint Haus und Feld und Herden, die da grasen,
Wie ein Phantom an uns vorbeizurasen.
Da winkt uns wer und schwindet wie im Traum,
Mit Haus und Feld, Laternenpfahl und Baum. Weiterlesen →

Glaubst du, alles bliebe?

Doch! wie bald
Welket Schönheit und Gestalt!

Wilhelm Hauff (1802 – 1827) Weiterlesen →

Siehst du den Stern?

Siehst du den Stern im fernsten Blau,
Der flimmernd fast erbleicht!
Sein Licht braucht eine Ewigkeit,
Bis es dein Aug‘ erreicht!

Vielleicht vor tausend Jahren schon
Zu Asche stob der Stern;
Und doch steht dort sein milder Schein
Noch immer still und fern. Weiterlesen →

Nachts geben mir die Sterne recht

„Manchmal, wenn der Himmel weit offen und tief ist wie heute, meine ich, Kopf im Nacken, den Blick in die Zeit selbst zu versenken. Nachts geben mir die Sterne recht, die aus tiefster Vergangenheit und Einsamkeit zu mir hinunterfunkeln. Auch wenn sie über die Erde schweifen, verlieren sich die Augen oft im Gewesenen: jene Mauer dort reicht von einem fernen Zeitalter in das unsere, jener Baum wurzelt in einem fernen Jahrhundert. Weiterlesen →

Die Galvano-Magnetic-Clock in Greenwich

Diese Uhr findet man an einer Mauer des Greenwich-Observatory. Sie ist nicht nur schön anzusehen, sondern hat eine ruhmreiche Vergangenheit. Sie wurde von Charles Shepherd (1829 – 1905) gebaut und 1852 installiert. Es ist eine Uhr mit elektrischem Motor („electric-motor-clock“), was für die damalige Zeit eine Sensation war.
Die Idee zum Bau einer solchen Uhr kam vom königlichen Astronomen George Airy (1801 – 1892). Mit dem Aufkommen und der rapiden Ausbreitung der Eisenbahn sah er die Notwendigkeit, eine Standard Uhrzeit nicht nur für England, sondern letztlich für die ganze Welt festzulegen. Die Uhr ist in Greenwich am richtigen Platz, denn an diesem Ort wurde auch das Gradnetz der Erde „fixiert“. Der Nullte Längengrad läuft durch Greenwich. Es ist nicht übertrieben, wenn man sagt, dass dieser Chronometer das Konzept der koordinierten Weltzeit auf den Weg gebracht hat, das wir heute für selbstverständlich hinnehmen und ohne die das moderne Leben nicht möglich wäre.

Wie man die Zeit aufhalten kann

H. Joachim Schlichting. In: Physik in unserer Zeit 37/2 (2006) S. 99

„Siehe eine Sanduhr: Da läßt sich nichts durch Rütteln und Schütteln erreichen“, schrieb Christian Morgenstern. So wahr dieser Ausspruchauch sein mag, im Allgemeinen stimmt er nicht. Wenn man eine Sanduhr schüttelt, also beispielsweise rhythmisch auf und ab bewegt, oder ihren unteren Teil erwärmt, so geht sie mit der Zeit nach.

PDF: Wie man die Zeit aufhalten kann

Zeit als Abfolge

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in der Schule 33/12 (1995).

Die Totalität des Seins zu erfahren ist unmöglich.
Daher ist uns alles schrittweise gegeben.
 Jorg Luis Borges

Wie kam es zur Zeit? Mit der Etablierung von Gerichten verbanden sich die Erfindung der Schrift, die Kategorie der Wahrheit, der Zeugenschaft, des Gedächtnisses, der Kausalität und des Beweises, Ideen der Neutralität und einer hierarchisch legitimierten Urteilskraft. Als entscheidend erwies sich indes die unvermeidbare Konzeption einer neuen Zeit; einer linearen Zeitordnung, die sich von der Wahrnehmung zyklischer Zeiten unmerklich abzusondern begann…die neolithische Revolution ereignete sich als irreversibler Sturz in die Zeit (Thomas H. Macho).
Auf diese Weise geht man nach Paul Valéry „zur Sukzession über – und der Determinismus ist bereits eine Konzeption der Raum – Zeit, in der das Antezedens und das Consequenz gleichsam simultane Teile eines Ganzen sind. Die Zeit ist in jedem Kausationsdenken eine echte Dimension des Raums, eine Linie“.
Linien haben eine Länge. Die Länge wird durch überschaubare Einheiten eines Längenabschnitts, z.B. durch Schritte erschlossen:
Er ist eine Meile Wegs bei mir geblieben (die durch den Raum ausgedrückte Zeit als Hintereinandersetzen von Schritten) (Georg Christoph Lichtenberg).
Statt einer Wiederholung von Schritten können diese Einheiten auch durch andere sich wiederholende Vorgänge z.B. Schwingungen realisiert werden:
Wo sich ein Körper bewegt, da ist Raum und Zeit, das simpelste empfindene Geschöpf in dieser Welt wäre also das Winkel und Zeiten messende. Unser Hören und vielleicht auch unser Sehen besteht schon in einem Zählen von Schwingungen (Georg Christoph Lichtenberg)
Die kleinste sinnliche Einheit der Zeit sind Augenblicke. Ach Gott, das Leben ist lang, aber die Zeit ist kurz, sie hat nichts als Augenblicke – Alle Uhren gehen sehr (wobei er eine herauzog und sie ansah, und der sieben übereinnander stehende Weiser unten rückten, liefen und oben pfeilschnell flogen) (Jean Paul).
Ist Zeit Bewegung? „Zeit ist weder Bewegung noch ohne Bewegung…Zeit ist das Abzählbare an der Bewegung“ (Aristoteles).
Die Augenblicke werden linear hintereinander angeordnet, besser noch, sie werden wie Perlen auf eine Kette gezogen, denn sie sind nicht unabhängig voneinander, sondern untrennbar miteinander verknüpft. Diese Verknüpfung wird durch die Dinge der Welt vermittelt, so daß „die Augenblicke losgelöst von den Dingen nichts sind, und daß sie nur in der successiven Ordnung der Dinge selbst ihren Bestand haben“ (Leibniz). Das heißt aber, daß die Zeit in das Geschehen im Palast der Welt eingewoben erscheint:
Du hörst die Zeit verstreichen: ein Rauschen wie vom Wind. Der Wind bläst durch die Flure des Palastes, oder im Innern deines Ohrs. Könige tragen keine Uhren. Man geht davon aus, daß sie es sind, die das Fließen der Zeit regieren, Unterwerfung unter die Regeln eines mechanischen Apparats wäre unvereinbar mit der königlichen Majestät. Die monotone Abfolge der Minuten droht dich zu begraben wie eine langsame Sanddüne. Aber du weißt, wie du ihr entgehst: Du brauchst nur die Ohren zu spitzen und die Geräusche des Palastes unterscheiden lernen… Der Palast ist eine Uhr: Ihre tönenden Ziffern folgen dem Lauf der Sonne, unsichtbare… (Italo Calvino).
Wären wir nicht mit diesem Geschehen sinnlich verbunden, wäre alles gleichartig, so würde man die Zeit nicht bemerken, „denn aus dir selber sagt kein Organ und kein Sinn“ etwas über den Ablauf der Zeit etwas aus. Vielleicht reflektiert die Zeit lediglich die Bewegung unseres Bewußtsein, das sich unaufhörlich „aus einem Zustand in einen anderen (bewegt), und dies ist die Zeit: die Abfolge“ (Jorge Luis Borges).
Oder wird uns der Eindruck von Zeit nur durch Bewegung schlechthin vermittelt?
Wir gehen, gehen, – wie lange schon? Wie weit? das steht dahin. Nichts ändert sich bei unserem Schritt, dort ist wie hier, vorhin wie jetzt und dann, in ungemessener Monotonie des Raumes ertrinkt die Zeit, Bewegung von Punkt zu Punkt ist keine Bewegung mehr, wenn Einerleiheit regiert, und wo Bewegung nicht mehr Bewegung ist, ist keine Zeit (Thomas Mann).
Vor dem Entstehen der Welt, man sagt auch, „vor der Zeit“, war man noch unabhängig von der Zeit: …wie schön es damals in jener Leere war, Geraden und Kurven zu ziehen, den genauen Punkt zu bestimmen, das Fadenkreuz zwischen Zeit und Raum, aus dem das Ereignis aufsprießen würde, unverkennbar im Glanz seines Leuchtens – während jetzt die Ereignisse pausenlos niederprasseln wie eine Zementlawine, in Kolumnen eins nach dem andern verpackt, getrennt durch schwarze und inkongruente Schlagzeilen, die man auf vielerlei Weise lesen kann, die aber im Grunde unlesbar sind, ein Brei von Ereignissen ohne Form noch Richtung, der jeden rationalen Gedanken verschüttet begräbt und erstickt  (Italo Calvino).
Uhren strukturieren den Ablauf der Zeit. Uhren müssen jedoch von Zeit zu Zeit aufgezogen werden. Wie ist es mit dem Urbild der Uhr, dem zeitlichen Ablauf in der Natur?
Gott, der unsere Sonnenuhren aufzieht (Georg Christoph Lichtenberg).
Wie ist es ohne Uhr? Er opfert die Uhr und entgeht der Zukunft (Elias Canetti).

PDF: Zeit als Abfolge

Erzählte Zeit

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in der Schule 33/5, 202 (1995).

In einer Tagebuchnotiz sagt Max Frisch, wir leben auf einem laufenden Band. Es gibt keine Hoffnung, daß wir uns selber nachholen und einen Augenblick unser Leben verbessern können. Wir sind das Damals, auch wenn wir es verwerfen, nicht minder als das Heute – Die Zeit verwandelt uns nicht. Sie entfaltet uns nur…

PDF: Erzählte Zeit

Wenn die Zeit zum Tempo wird

Schlichting, H. Joachim. Physik in der Schule 33/4, 158 (1995).

Die „physikalische“ Zeit fließt per definitionem gleichförmig. Dies steht im Widerspruch zu dem Gefühl der Menschen, daß die Zeit unterschiedliche „Geschwindigkeiten“ annehmen kann. Wie schnell soll die Zeit vergehen? Mal möchte man, daß die Zeit stehenbleibt: „Verweile doch, du bist so schön…“, mal weiß man mit ihr nichts anzufangen. Dann schlägt man sie einfach tot, indem man sie mit sinnlosen Tätigkeiten verbringt.

PDF: Wenn die Zeit zum Tempo wird

Alles fließt

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in der Schule 33/2, 78 (1995).

In diesem Rätsel erscheint die Zeit als ein „Alles fließt“, als etwas bereits Vergangenes oder etwas Zukünftiges, nicht aber als etwas Gegenwärtiges. Sie betrügt den Menschen insofern um seine Zeit, als immer dann, wenn der Mensch sich eines Augenblicks bewußt wird, dieser bereits vergangen ist, oder er auf einen Augenblick in der Zukunft hinlebt, der sich ihm in dem Maße entzieht, wie
er sich ihm nähert.

PDF: Alles fließt

Evolution: Zeit als Schöpfung

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in der Schule 32/11 (1994).

Das kausale Denken, das die Naturwissenschaften weitgehend bestimmt, ist ein zeitliches Denken. In der klassischen Physik ist die Kausalität und damit die Zeit linear mit der Folge, daß die Kenntnis eines Zeitpunktes genügt, um alle anderen Zeitpunkte in Vergangenheit und Zukunft zu kennen…

PDF: Evolution: Zeit als Schöpfung

Zeit als „Fachwerk“

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in der Schule 32/,10 (1994).

… Mit den Vorsokratikern beginnt die Entpersonifizierung der Zeit. Die Götter werden zunehmend zu empirischen Gegebenheiten. Dabei tritt zunächst die Flußmetapher in den Vordergrund, der Vorstellung also, daß „Alles fließt“…

PDF: Zeit als „Fachwerk“

Zyklische Zeit und ewige Wiederkehr

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in der Schule 32/9 (1994).

Das Erlebnis der Zeit kommt vor allem durch die Wahrnehmung von Veränderungen zustande. Die Wiederkehr derselben Ereignisse kann als Rückkehr zum Ausgangspunkt und daher als Aufhebung der dazwischen liegenden Veränderungen angesehen werden. Wenn der Eindruck der Wiederkehr dominiert, kann die Idee einer zyklischen Zeit entstehen, oder – wie es Thomas Manns Held des Zauberberges erlebt – der Eindruck, einen albernen Bogen zu schlagen…

PDF: Zyklische Zeit und ewige Wiederkehr

Menschliche Zeit 2

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in der Schule 32/7,8 (1994).

Thomas Mann stellt in seinem Zauberberg das Thema Zeit in den verschiedensten Facetten dar. Wie schon angeklungen, mißt auch er der Gewöhnung im Zusammenhang mit dem Zeitempfinden eine Große Bedeutung zu…

PDF: Menschliche Zeit 2

Menschliche Zeit 1

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in der Schule 32/6 (1994).

So gleichmäßig wie die objektive Zeit verläuft im gleichbleibenden Rhythmus eines physikalischen Systems empfindet der Mensch die Zeit nicht. Wenn er seinen Empfindungen traut, dann wechselt die Zeit je nach dem aktuellen Gefühlszustand zwischen Stillstand und rasender Geschwindigkeit. Nach einer in der Literatur häufig auftretenden Einschätzung scheint jede Zeitspanne um so kurzer, je glücklicher man ist. Doch wird man häufig gerade in glücklichen Momenten vom Bewußtsein der Endlichkeit des Glücks übermannt.

PDF: Menschliche Zeit 1

Rätselhafte Zeit

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in der Schule 32/5 (1994).

Die leitende Idee, die in allen unseren Forschungen gegenwärtig ist und mit jeder neuen Beobachtung einhergeht, die Idee, deren Klang dem Ohr des Naturkundlers unablässig aus jedem Werk der Natur entgegenzubringen scheint, heißt: Zeit! Zeit! Zeit! (George Poulett-Scrope).
Ist Physik dieser Bedeutung gerecht geworden? Kann die Physik der Zeit überhaupt gerecht werden? Bislang ist es der Physik gelungen, die Zeit ,,uhrbar“ zu machen. Muß es aber nicht vielmehr darum gehen,  die Zeit urbar zu machen? (Georg Christoph Lichtenberg). Das heißt, einen menschlichen Zugang zu gewinnen, Antworten auf die Frage: Was ist das, die Zeit?

PDF: Rätselhafte Zeit

Vom didaktischen Wert physikalischer Grundgrößen

Udo Backhaus, Hans Joachim Schlichting. In Physik und Didaktik 3 (1979) S. 218–225

Es wird gezeigt, daß der Lehrer bei der Einführung physikalischer Grundgrößen weitgehend frei ist. Die Verfügung über die Grundgrößen erweist sich insofern als von großem didaktischem Wert, als je nach Schulart und -stufe der Bezug zur Lebenswelt mehr oder weniger stark hergestellt werden kann. Es werden Argumente für die Auswahl von Grundgrößen entwickelt und insbesondere dafür plädiert, die Größen Energie und Entropie als Grundgrößen einzuführen und ihnen damit beim Aufbau des physikalischen Begriffsystems einen besonderen Stellenwert einzuräumen (Schlichting 1979, Backhaus 1979).

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