Geheimnisse unseres Universums
Zeitreisen, Quantenwelt, Weltformel
Zeitreisen, Quantenwelten, Weltformeln. Höchst anschaulich erklärt ZDF-Autor Joachim Bublath komplizierte naturwissenschaftliche Zusammenhänge und bietet damit schier unglaubliche Perspektiven von unserer Welt.
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Produktinformationen zu „Geheimnisse unseres Universums “
Zeitreisen, Quantenwelten, Weltformeln. Höchst anschaulich erklärt ZDF-Autor Joachim Bublath komplizierte naturwissenschaftliche Zusammenhänge und bietet damit schier unglaubliche Perspektiven von unserer Welt.
Das Begleitbuch zur erfolgreichen ZDF-Serie. Joachim Bublath befasst sich mit großen Fragen der Naturwissenschaft und erklärt komplizierte Vorgänge auf verständliche Weise.
"Joachim Bublath ist es erstens gelungen, die geheimnisvollen Vorgänge in Makro- und Mikrokosmos auch einem Physik-Muffel zu vermitteln. Und zweitens jedem, der - wenn die Rede von Quantenvakuum, Schwarzem Loch oder ähnlichem ist - unter Verlust der Vorstellbarkeit leidet." -- Welt am Sonntag
"Joachim Bublath ist es erstens gelungen, die geheimnisvollen Vorgänge in Makro- und Mikrokosmos auch einem Physik-Muffel zu vermitteln. Und zweitens jedem, der - wenn die Rede von Quantenvakuum, Schwarzem Loch oder ähnlichem ist - unter Verlust der Vorstellbarkeit leidet." -- Welt am Sonntag
Lese-Probe zu „Geheimnisse unseres Universums “
Warum die Zeit so wichtig ist Raum und ZeitZeit bei Galilei und Newton
Die Bedeutung exakter Uhren
Naturwissenschaftler versuchen, einen uralten Traum der Menschen zu verwirklichen: Sie wollen die Stufe des ohnmächtigen Staunens über das, was in der Natur abläuft, überwinden und wenigstens das Geschehen in ihrer engeren Umgebung überschaubarer machen. Dazu entwerfen sie Modelle von der Natur, die die verwirrende Vielfalt in einzelne, nachvollziehbare Bereiche aufteilt. Damit ist zwar zwangsläufig eine Vereinfachung der wahrgenommenen Umgebung verbunden, aber in diesem Modell von der Welt werden die Abläufe, innerhalb der Möglichkeiten menschlicher Intelligenz, klar und eindeutig.
So haben die Physiker Gesetzmäßigkeiten gefunden, wie sich Körper bewegen, und mit Hilfe der Mathematik konnten sie diese Vorgänge auch in einer Formelsprache beschreiben. Mit diesem Handwerkszeug ausgerüstet, richteten sie den Blick in die Zukunft der Natur. Physik wurde so zur Wissenschaft der Vorhersage, aber mit besseren Methoden als die eines Wahrsagers. Dem Physiker gelingt das auf relativ einfache Weise: Wenn der Ort und die Geschwindigkeit eines Körpers zu einem bestimmten Zeitpunkt bekannt sind und man überdies die auf den Körper einwirkenden Kräfte kennt, so kann man berechnen, wie sich der Körper in der Vergangenheit bewegt hat und in der Zukunft bewegen wird. Fällt eine Kugel von einem Punkt A nach B, so unterliegt sie der Schwerkraft. Das ist die Gesetzmäßigkeit, die den Weg der Kugel erzwingt und bestimmt. Mit Hilfe der mathematischen Formeln, den Bewegungsgleichungen, ist es möglich, den Ort und die Geschwindigkeit, die sich mit der Zeit verändern, zu berechnen. In ihnen wird genau beschrieben, wie mit fortlaufender Zeit t sich der Ort x und die Geschwindigkeit v verändern. Man kann also damit vorhersagen, wann und mit weicher Geschwindigkeit die Kugel an einem bestimmten Ort eintreffen wird. Daraus ergeben sich weitere Konsequenzen, zum Beispiel beim Aufprall.
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Wie tief wird die Kugel in eine unelastische Unterlage mit bekannter Zähigkeit eindringen? Wieviel Bewegungsenergie wird in Wärme umgewandelt? Vielfältige physikalische Wirkungen lassen sich zusätzlich beschreiben und ausrechnen. Das Gebäude der Physik mit den Teilbereichen der Mechanik, Thermodynamik usw. kann so aufgebaut werden. Für uns ist hier wichtig, weiche Voraussetzung man für diesen physikalischen Blick in die Zukunft benötigt. Überraschend ist, daß die Anforderungen recht einfach sind: Prinzipiell müssen die Physiker bei ihren Berechnungen der Weit die Anfangsbedingungen (Ort und Geschwindigkeit) und die Gesetzmäßigkeiten (die einwirkenden Kräfte, die die Bewegung der Kugel bestimmen) kennen. Selbstverständlich spielt auch die Masse des Körpers eine Rolle, so daß, um genau zu sein, anstelle der Geschwindigkeit der Impuls - das ist das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit des Körpers - als Anfangsbedingung bekannt sein muß. Zur Vereinfachung werden einige Einflüsse wie Luftwiderstand, Seitenwinde, der Auftrieb der Luft usw. bei der Betrachtung von zum Beispiel einer fallenden Kugel vernachlässigt, sie tauchen also in der Modellvorstellung nicht auf und finden deshalb auch keine Berücksichtigung in den mathematischen Formeln, die diesen Vorgang beschreiben. Man kann zwar diese in Wirklichkeit existierenden Größen in der Rechnung unterbringen, dadurch wird aber die Aufgabe so kompliziert, daß sie sich nur schwer, wenn überhaupt, mathematisch lösen läßt. Der Test im Experiment bestätigt bei der fallenden Kugel außerdem diese Vereinfachung, denn die Ergebnisse der Rechnung stimmen mit der Beobachtung, mit dem Experiment, weitgehend überein. Und genau das ist ja das wichtigste Kriterium für die Qualität eines Abbildes der Natur. Das Bild von der Weit wurde auf diese Weise erfolgreich vereinfacht und mit Hilfe der Mathematik behandelbar gemacht. Der Weg der fallenden Kugel ist mit der so entwickelten Theorie voraussagbar.
Bei der Beschreibung der Methoden der Naturwissenschaftler wird klar, wie wichtig die Zeit dabei ist. Sie spielt bei den Anfangsbedingungen eine Rolle und vor allem bei der Messung und Vorhersage von Geschwindigkeiten. Letztlich sind es zwei Koordinatensysteme, in denen sich das physikalische Geschehen abspielt: der Ort (oder Raum) und die Zeit. Und genau um diese beiden Größen dreht sich das Denken der Physiker. Mit fortschreitendem Wissen haben sich dabei immer wieder Überraschungen ergeben, wie später noch zu sehen sein wird. Zunächst interessiert uns wieder der Zeitbegriff, und zwar dieses Mal die vom Menschen ausgedachte physikalische Zeit.
Die periodisch wiederkehrenden Abläufe in der Natur bilden die Grundlage für unseren Zeitbegriff. Da sich der subjektiv empfundene natürliche Zeitablauf nicht allzu genau fassen läßt, machten sich die Physiker daran, die Zeit nach ihren Vorstellungen einzurichten. Um Vorgänge in der Natur beschreiben zu können, brauchten sie exakt bestimmbare Intervalle der Zeit. Die Zeit wurde so in kleine Abschnitte geteilt. Diese physikalische Zeit ist zum Beispiel wichtig, wenn man Geschwindigkeiten messen will, das heißt, wenn man feststellen will, in welchen Zeitabschnitten eine bestimmte Wegstrecke zurückgelegt wird. Unser persönliches Zeitempfinden ist dafür viel zu ungenau und deshalb untauglich.
Von den Naturwissenschaften wird ein anderer, immer wieder zu reproduzierender Zeitbegriff gebraucht, denn sie konstruieren ihr Gebäude von der Weit auf dieser Säule. Die andere Stütze ist die Vorstellung eines unveränderlichen Raumes, der als Koordinatensystem die Orte festlegen läßt, an denen sich die physikalischen Objekte gerade befinden. Die Zeit und der Raum bilden für uns die Bühne, den festen Rahmen, in dem das Weltgeschehen abläuft. Wenn man physikalische Bewegungen beschreibt und berechnet, so stellt man den Ort mit einem Koordinatensystem fest und mißt die Zeit, und die - so die Vorstellung - ist immer vorhanden. Darauf ruht die gesamte Modellvorstellung der Wissenschaftler über die Natur.
Veröffentlichung mit freundlicher Genehmigung von Verlag Droemer Knaur
Bei der Beschreibung der Methoden der Naturwissenschaftler wird klar, wie wichtig die Zeit dabei ist. Sie spielt bei den Anfangsbedingungen eine Rolle und vor allem bei der Messung und Vorhersage von Geschwindigkeiten. Letztlich sind es zwei Koordinatensysteme, in denen sich das physikalische Geschehen abspielt: der Ort (oder Raum) und die Zeit. Und genau um diese beiden Größen dreht sich das Denken der Physiker. Mit fortschreitendem Wissen haben sich dabei immer wieder Überraschungen ergeben, wie später noch zu sehen sein wird. Zunächst interessiert uns wieder der Zeitbegriff, und zwar dieses Mal die vom Menschen ausgedachte physikalische Zeit.
Die periodisch wiederkehrenden Abläufe in der Natur bilden die Grundlage für unseren Zeitbegriff. Da sich der subjektiv empfundene natürliche Zeitablauf nicht allzu genau fassen läßt, machten sich die Physiker daran, die Zeit nach ihren Vorstellungen einzurichten. Um Vorgänge in der Natur beschreiben zu können, brauchten sie exakt bestimmbare Intervalle der Zeit. Die Zeit wurde so in kleine Abschnitte geteilt. Diese physikalische Zeit ist zum Beispiel wichtig, wenn man Geschwindigkeiten messen will, das heißt, wenn man feststellen will, in welchen Zeitabschnitten eine bestimmte Wegstrecke zurückgelegt wird. Unser persönliches Zeitempfinden ist dafür viel zu ungenau und deshalb untauglich.
Von den Naturwissenschaften wird ein anderer, immer wieder zu reproduzierender Zeitbegriff gebraucht, denn sie konstruieren ihr Gebäude von der Weit auf dieser Säule. Die andere Stütze ist die Vorstellung eines unveränderlichen Raumes, der als Koordinatensystem die Orte festlegen läßt, an denen sich die physikalischen Objekte gerade befinden. Die Zeit und der Raum bilden für uns die Bühne, den festen Rahmen, in dem das Weltgeschehen abläuft. Wenn man physikalische Bewegungen beschreibt und berechnet, so stellt man den Ort mit einem Koordinatensystem fest und mißt die Zeit, und die - so die Vorstellung - ist immer vorhanden. Darauf ruht die gesamte Modellvorstellung der Wissenschaftler über die Natur.
Veröffentlichung mit freundlicher Genehmigung von Verlag Droemer Knaur
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Autoren-Porträt von Joachim Bublath
Joachim Bublath, promovierter Physiker, mehrfach preisgekrönter Wissenschaftspublizist und Buchautor, ist als Leiter und Moderator mehrerer populärwissenschaftlicher Sendereihen (u. a. Knoff-hoff-Show, Abenteuer Forschung) beim ZDF zum prominentesten TV-Wissenschaftsexperten im deutschsprachigen Raum geworden. Seine TV-Begleitbücher wurden Bestseller.
Bibliographische Angaben
- Autor: Joachim Bublath
- 2003, Neuaufl., 244 Seiten, teilweise farbige Abbildungen, Maße: 22,2 x 26 cm, Geb. mit Su., Deutsch
- Verlag: DROEMER KNAUR
- ISBN-10: 3426271818
- ISBN-13: 9783426271810
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