Warum wir die Entdecker brauchen

Zündspannung

Die Zeiten sind hart, überall soll und muss gespart werden. Warum wir trotzdem die Entdecker, die durch Neugierde getriebene Wissenschaft weiter finanzieren müssen, erklärt der wunderbare Brian Cox, Teilchenphysiker, im Rahmen eines TED-Vortrags. Für diejenigen, die den englischsprachigen Vortrag lieber im Original anschauen wollen: Ich füge ihn unten ein. Für alle anderen meine kurze Zusammenfassung:

Cox beginnt dabei mit einer Übersicht über die britischen Ausgaben für Wissenschaft im Jahr 2008/2009: von dem 620 Milliarden Pfund Jahresbudget werden gerade einmal 3.3 Milliarden für Wissenschaft ausgegeben-ein Prozentsatz, der in Deutschland ganz ähnlich ist.

Als nächstes geht Cox darauf ein, was dieses eingesetzte Geld "bringt": Die Erforschung des Sonnensystems hat zunächst einfach wunderschöne Bilder produziert, wie das folgende von der Cassini-Mission: 

Cassini Enceladus
Bild: NASA/JPL/SSI

Es zeigt den Saturnmond Enceladus, unten links ist Saturn zu sehen (der tatsächlich weiter von der Sonde entfernt ist als der Mond, aber eben auch viel größer ist). In der Mitte des Bilds ist eine Überraschung zu entdecken: Nahe des Südpols von Enceladus bricht gerade ein Geysir aus, der Wassereis in das All schleudert. Der Mechanismus zur Erklärung dieser Ausbrüche sagt Seen aus Wasser unter der Oberfläche des Monds voraus – was die Möglichkeit des Lebens bieten könnte. 

Der Hauptkandidat für Leben außerhalb der Erde in unserem Sonnensystem ist allerdings der Jupitermond Europa. 

Durch Missionen zu diesem Mond wissen wir, dass die vielen Striche auf Europas Oberfläche tatsächlich Risse in seinem Eispanzer sind, unter dem sich ein hunderte Kilometer tiefes Meer befindet. In diesem Meer befindet sich mehr Wasser als in allen Ozeanen der Erde zusammen!

Durch die Erforschung des Sonnensystems können wir somit auch mehr über die profunde Frage erfahren: Sind wir allein im Universum?

Aber er gibt, so Cox, auch weiteren Nutzen der Wissenschaft als die Ehrfurcht vor den Wundern der Natur. 

Earthrise Apollo 8
Bild:Apollo 8 – NASA
Durch Bilder wie dieses haben wir die Erde das erste Mal als fragiles Gebilde gesehen, eine blaue Murmel, die im schwarzen All hängt. Von vielen wird dieses Bild als der Beginn der Umweltschutzbewegung angesehen.
 
Laut Cox hat das Apollo-Programm zudem für sich selbst gezahlt: Für jeden Dollar, der für das Programm ausgegeben wurde, wurden 14 Dollar in der irdischen Wirtschaft gewonnen.
 
Ein anderes Beispiel von Cox für den Nutzen von Grundlagenforschung sind Spektren: Die Tatsache, dass es Spektrallinien gibt, hat letztendlich zur Quantentheorie geführt, die dann wiederum zu einem Verständnis des Verhaltens von Elektronen in Materie führt, so wie Elektronen in Silizium – und das dann natürlich zu elektronischen Bauteilen wie Transistoren. Ohne die Quantentheorie hätten wir keine Transistoren, keine Siliziumchips, die gesamte Grundlage unser modernen Wirtschaft würde fehlen.
 
Eine ganz andere Anwendung der Quantenmechanik ist die Vorhersage der Massengrenze, überhalb derer ausgebrannter Sterne sich nicht mehr im Gleichgewicht befinden können und am Ende ihres Lebens als Supernova explodieren müssen. 
Supernova 2002bo
Supernova 2002bo Galaxie NGC 3190 in einer Entfernung von 60 Millionen Lichtjahren – Benetti et al., MNRAS 384, 261-278 (2004)

Diese Supernovae sind dann häufig genauso hell wie die Zentren der Galaxien, die sie beherbergen. Dank der Grundlagenforschung und dank unseres Wissens über grundlegende Physik, wie die Physik der Atome, wissen wir mittlerweile, dass alle schweren Elemente (schwerer als Eisen) in solchen Sternenexplosionen entstanden sind.

Die Wissenschaftler, die die Atome erforscht haben, haben sicher nicht vorgehabt, irgendwann Transistoren zu ermöglichen oder zu zeigen, dass die Bausteine des Lebens in Sternexplosionen geformt werden – aber es ist geschehen.

Die Wissenschaft kann wunderbare Schönheit und Verblüffendes hervorbrigen, aber auch tiefgehende Erkenntnisse über unseren Platz im Universum und unseren Heimatplaneten.

Saturn CICLOPS team
Bild: CICLOPS team

Dieses Bild wurde während der Cassini-Mission aufgenommen – und es zeigt im Hintergrund die Erde, vom Saturn aus gesehen. Das Bild, das die Erde aus der größten Entfernung zeigt, ist allerdings ein anderes: das berühmte "Pale Blue Dot" – Bild. 

Auf Initiative Carl Sagans hat sich die Voyager-Sonde im Jahr 1990 umgedreht und die Erde fotographiert – aus einer Entfernung von über sechs Milliarden Kilometern. Die Erde hatte dabei die Größe von weniger als einem Pixel und befand sich im Bild zufällig in einem der gestreuten Sonnenstrahlen:

 Pale Blue Dot
Bild: NASA

Sagan hat über diesen hellblauen Punkt gesagt (Übersetzung von mir):

Betrachten Sie diesen Punkt noch einmal. Das ist Hier, das ist Zuhause, das sind wir. Auf diesem Punkt hat jeder, den Sie lieben, jeder, den Sie kennen, jeder, von dem Sie je gehört haben, jeder Mensch, den es je gab, sein Leben gelebt. Die Summe von Freude und Leid, tausender selbstbewusster Religionen, Ideologien und Wirtschaftsdoktrinen, jeder Sammler und Jäger, jeder Held und Feigling, jeder Erschaffer und Zerstörer von Zivilisationen, jeder König und Bauer, jedes junge Liebespaar, jede Mutter und Vater, jedes hoffnungsvolles Kind, jeder Erfinder und Entdecker, jeder Moralprediger, jeder korrupter Politiker, jeder "Superstar", jeder Führer, jeder Heiliger und Sünder in der Geschichte unser Spezies lebte dort – auf einem Stäubchen in einem Sonnenstrahl.

Cox endet mit der Erinnerung daran, dass das Argument, dass wir genug über unsere Welt wissen, schon immer gebracht wurde und auch wohl immer wieder aufgeführt werden wird. In den 20ern wäre es vor der Entdeckung von Penizilin gekommen, in den 80ern vor der Entwicklung des Transistors – und auch heute wird wieder gesagt, dass wir doch sicherlich genug wissen, wir müssten nichts neues mehr herausfinden. Als Erwiderung darauf zitiert er Humphry Davy (Übersetzung wieder von mir):

Nichts ist so fatal für den Fortschritt des menschlichen Geists wie die Annahme, dass unsere Auffasssung der Wissenschaft die ultimative ist; dass es keine Mysterien in der Natur gibt; dass unsere Triumphe komplett sind; und dass es keine neue Welten zum Erobern gibt.

Und hier jetzt endlich der Vortrag von Brian Cox, unbedingt anschauen!

Mierk Schwabe

Veröffentlicht von

Erhöht man die Spannung zwischen zwei Elektroden, die ein Gas umgeben, beginnt das Gas irgendwann zu leuchten: Freie Elektronen im Gas haben genug Energie, um die Gasteilchen zu ionisieren und noch mehr Elektronen aus den Atomen zu schlagen. Ein Plasma wurde gezündet, die Zündspannung ist erreicht. Gibt man nun noch zusätzlich Mikrometer große Teilchen in das Plasma, erhält man ein sogenanntes "Komplexes Plasma", mit dem ich mich zunächst als Doktorand und Post-Doc am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik und nun an der University of California in Berkeley beschäftige. In diesem Blog möchte ich sowie ein wenig Einblick in den Alltag im Forschungsinstitut bieten, als auch über den (Plasma)-Rand hinaus blicken. Mierk Schwabe

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