Woher stammt die “Quarantäne”? Wie entsteht ein Schwarzes Loch? Warum fallen Wolken nicht vom Himmel? SWR Redakteur Gábor Paál und Gäste aus der Wissenschaft erklären im Wechsel jeden Tag ein kleines Stückchen Welt. Texte unter http://1000-antworten.de
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Evolutionär betrachtet, ist die Frage knifflig. Die Evolutionsforschung fragt ja meist nach dem Warum: Wozu ist Kunst gut? Theoretisch ist ja eine Welt denkbar, in der menschliche Wesen ihr Überleben genauso sichern wie wir – sie arbeiten, essen, pflanzen sich fort – produzieren aber keine Kunst, haben nicht einmal die Spur einer ästhetischen Erfahrung, malen keine Bilder und genießen auch nicht die Bilder von anderen. Die meisten Tiere brauchen das ja auch nicht. Zwar gibt es auch im Tierreich so etwas wie Attraktivität, sie spielt auch bei der Partnerwahl eine wichtige Rolle. Aber Attraktivität ist nicht das gleiche wie die Schönheit., die wir bei Kunstwerken erleben.
1. Dekoration: Gegenstände verzieren und ästhetisch anordnen
Wie hat sich nun also Kunst in der Evolution entwickelt? In den archäologischen Spuren lassen sich drei Phasen erkennen. In der ersten Phase begannen unsere Vorfahren damit, Dinge einfach zu verzieren, also in irgendeiner Form ästhetisch zu bearbeiten. Das können ockerfarbene Linien oder geritzte Kerben sein, mit denen Menschen vor mehr als 70.000 Jahren in Südafrika Steine dekorierten.
Doch die Entwicklung begann schon mit den frühen Werkzeugen. Vor zweieinhalb Millionen Jahren haben die frühen Vertreter der Gattung Homo begonnen, scharfkantige Steinwerkzeuge herzustellen. Diese Geröllsteine waren noch unförmig und offenbar reine Zweckgegenstände zum Bearbeiten von Stöcken und Fellen oder zum Graben. Doch rund 800.000 Jahre später tauchte dann eine neue Art von Werkzeugen auf: Faustkeile.
Bei diesen alten Faustkeilen fällt etwas auf: Die Menschen, die sie herstellten, müssen schon einen Sinn fürs Ästhetische gehabt haben. Viele sind erstaunlich symmetrisch – symmetrischer, als es rein vom Zweck her erforderlich gewesen wäre. Manche sind sogar unhandlich groß, so als ginge es eher darum, damit zu imponieren. Vor knapp zwei Millionen Jahren scheinen also die frühen Menschen mit irgendeinem ästhetischen Sinn – zumindest für Symmetrie – ausgestattet zu sein.
Anderes Beispiel: Neandertaler haben in der Bruniquel-Höhle in Frankreich vor 170.000 Jahren Tropfsteine abgebrochen und kreisförmig auf den Boden gestellt. Niemand weiß genau, warum, aber die fast perfekte Kreisform deutet darauf hin, dass auch hier ein gewisser ästhetischer Sinn eine Rolle spielte.
Das ist also die erste Stufe – Dekoration: Unsere Vorfahren haben angefangen, Dinge zu verzieren oder irgendwie ästhetisch anzuordnen.
2. Schmuck: Dinge zu dekorativen Zwecken herstellen
Die zweite Stufe ist Schmuck. Hier werden Gegenstände nicht nur verziert, sondern eigens zu dekorativen Zwecken hergestellt. Dazu gehören die durchlöcherten und mit Ocker eingefärbte Muschelschalen aus der südafrikanischen Blombos-Höhle und Marokko, beide um die 80.000 Jahre alt. Ähnlich alte Funde – wenn auch nicht so sicher datiert – stammen aus Israel und Algerien. Auch hier wurden die Gehäuse von Meeresschnecken offenbar zu Ketten aufgefädelt.
Ein wichtiges Merkmal von Schmuck ist, dass er auch schon eine symbolische Bedeutung hat, dass etwas zum Ausdruck gebracht werden soll. Schmuck hat häufig die Funktion, den Status und das Prestige seines Besitzers aufzuwerten. In Algerien wurden die Schmuckstücke aus Muschelschalen 200 Kilometer von der Küste entfernt gefunden, was als Beleg gewertet werden kann, dass für sie ein gewisser Aufwand betrieben wurde. Sie waren etwas wert. Wer den Schmuck trug, fiel auf.
3. Kunst: schöpferisches Gestalten
Die dritte Stufe schließlich ist die Kunst im eigentlichen Sinn. Dazu gehören die berühmten eiszeitlichen Skulpturen aus den Höhlen der Schwäbischen Alb, die Höhlen- und Felsmalereien in Frankreich, Spanien, aber auch am anderen Ende der Welt, in Australien.
Kunstwerke haben wie Schmuck einen symbolischen Gehalt, aber nochmal auf einer anderen Ebene. Sie stellen etwas dar, sie bilden etwas ab, verweisen auf etwas Äußeres. Kunstwerke verlangen somit nochmal andere kognitive Leistungen als Schmuck. Die ältesten Kunstwerke aus der Schwäbischen Alb oder Australien sind etwa 40.000 Jahre alt und somit deutlich jünger als der älteste Schmuck.
Deko – Schmuck – Kunst: 3 Stufen spiegeln kognitive Entwicklung
Dekoration – Schmuck – und schließlich Kunst, das war also die Abfolge. Wie es genau zu dieser Entwicklung kam, darüber gibt es viele Theorien, aber ihr gemeinsamer Nenner ist, dass diese Abfolge eine gewisse kognitive Entwicklung widerspiegelt, insbesondere was die Fähigkeit zum symbolischen Denken betrifft. Dabei könnte auch die Entstehung der Sprache eine wichtige Rolle gespielt haben. Frühe Formen von Sprache entwickelten sich mutmaßlich vor rund 250.000 Jahren, möglicherweise aber auch schon deutlich früher. Zur Sprache gehört, dass es Wörter oder Laute gibt, denen eine Bedeutung zugeschrieben wird. Ein Wort bezeichnet etwas. So wie Schmuck oder Kunstwerke Zeichen für etwas sind.
Das symbolische Denken war somit eine Voraussetzung sowohl für Sprache als auch für Kunst – und möglicherweise haben sich beide Fähigkeiten gegenseitig befruchtet.
Welchen praktischen Nutzen hat Einsteins Relativitätstheorie?
Feb 19, 2024
Show notes
Relativitätstheorie ist wichtig für die Satellitennavigation
Das beste Beispiel ist die Satellitennavigation. Um zu wissen, wo ich bin, hat mein Navigations-Gerät (GPS oder Galileo) Kontakt mit vier Satelliten. Jeder dieser Satelliten sendet ein Signal mit folgenden Informationen:
Ich bin Satellit XY
Ich befinde mich auf folgender Position
Es ist jetzt so und so viel Uhr – wobei die letzte Angabe bis auf winzige Sekundenbruchteile genau ist
Einstein: Je geringer die Gravitation, desto schneller vergeht die Zeit
Aus diesen Angaben von vier Satelliten ermittelt mein Gerät seine Position: Dazu vergleicht es die eigene Zeit mit dem Zeitsignal des Satelliten – aus dem Unterschied lässt sich die Laufzeit des Signals und damit die Entfernung des Satelliten ermitteln. Das Problem ist aber: Die Zeiten stimmen leider nicht überein. Die Satelliten befinden sich 20.000 Kilometer von der Erde entfernt, dort ist das Gravitationsfeld schwächer. Je geringer die Gravitation, desto schneller vergeht laut Einstein die Zeit. Im Fall der Navigationssatelliten ist der Unterschied zwar winzig (ein Milliardstel Prozent!), aber vorhanden. Nur wenn dieser Fehler automatisch korrigiert wird, zeigt mein Navi mir verlässlich meine Position an.
Hoffnung: Höhenmessung verbessern und Vulkanausbrüche genauer vorhersagen
Wissenschaftler tüfteln an weiteren Anwendungsmöglichkeiten, um sich diese Zeitverzerrung durch die Relativitätstheorie zunutze zu machen. Eine ist die Höhenmessung. Vermutlich schon bald wird es Atomuhren geben, die so genau sind, dass sie "merken", wenn man sie 10 Zentimeter anhebt. Einfach aufgrund des geringeren Schwerefelds und der dort schneller vergehenden Zeit.
Geophysiker wiederum hoffen auf bessere Vorhersagen für Vulkanausbrüche. Denn vor einem Vulkanausbruch sammelt sich im Untergrund Magma. Auch diese Ansammlung von Masse verändert das Gravitationsfeld – deshalb die Hoffnung, dies eines Tages mithilfe ultragenauer Uhren frühzeitig messen zu können.
Wie funktioniert der Nahrungs-Replikator bei "Raumschiff Enterprise"?
Feb 19, 2024
Show notes
Replikatoren bauen aus Elementarteilchen neue Materie
Die Nahrungs-Replikatoren sind Maschinen auf dem Raumschiff Enterprise, die die Nahrung generieren. Grob beschrieben: Wir haben irgendwo ein Lager an Material. Ähnlich wie beim Beamen nimmt man dieses Material, formt es um in seine Elementarteilchen und baut daraus eine andere Materie.
Beim Beamen will man die Person genauso wieder haben. Beim Nahrungs-Replikator nimmt man irgendetwas, im einfachsten Fall Wasser, und macht daraus Wiener Schnitzel mit Pommes.
Replikation von Nahrung auf diese Weise real nicht möglich
Wenn wir das Beamen beherrschen würden, könnten wir natürlich auch das hier beherrschen. Wir bräuchten ja nur das "Rezept" einzugeben. Aber da sehe ich in nächster Zeit, zumindest für diese Art der Technologie, keine Chance, dass wir das erleben werden.
Aber wir sind bei der Herstellung von Nahrung mit 3-D-Druckern auf einem Weg. Nun will ich das nicht direkt miteinander vergleichen. Aber ich glaube schon, dass es in Zukunft immer mehr kommen wird, dass wir Nahrung auf dieser Art herstellen werden. Wobei ich mir das ehrlich gesagt selbst nicht wünsche. Denn ich liebe ein gutes, saftiges Steak, wenn man das heute noch sagen darf, und möchte mich nicht mit dem Gedanken anfreunden, dass wir Nahrung künstlich bei irgendwelchen Chemiefirmen herstellen.
Schont ein Bio-Shampoo die Umwelt?
Feb 08, 2024
Show notes
Tenside, Duft- und medizinische Wirktstoffe im Shampoo
Shampoos enthalten verschiedene umweltkritische Inhaltsstoffe. Dazu gehören Tenside – also das, was wäscht und schäumt – und Zusatzstoffe wie Duft- oder medizinische Wirkstoffe, etwa gegen Schuppen. Allerdings gibt es nur wenige Untersuchungen darüber, wie diese sich in der Umwelt tatsächlich auswirken.
Die Tenside, die heute in konventionellen Shampoos verwendet werden, sind biologisch gut abbaubar. Es gibt aber Hinweise darauf, dass manche Zusatzstoffe hormonelle Wirkungen auf Organismen haben. Die stammen allerdings aus Laboruntersuchungen, bei denen Organismen ganz gezielt hohen Konzentrationen ausgesetzt sind, wie sie in der Natur gar nicht vorkommen.
Deshalb folgt daraus noch nicht, dass diese Stoffe in den Mengen, in denen sie sich am Ende im Abwasser finden, wirklich einen nennenswerten Schaden anrichten. Das ist einfach schwer untersuchbar. Aber auch wenn man es nicht weiß, sollte man die Umwelt so wenig wie möglich schädigen und deshalb vorsorglich schadstoffarme Produkte verwenden.
Was bedeutet "bio" beim Shampoo?
Nun stellt sich aber die nächste Frage: Was bedeutet "bio" überhaupt bei Kosmetik? Der Begriff ist längst nicht so geregelt wie bei Lebensmitteln, wo mit "bio" eine bestimmte Form der Nahrungsmittelproduktion bezeichnet wird – z.B. kein mineralischer Dünger, keine chemischen Pestizide.
Was aber sind Bio-Shampoos? Wir sprechen hier ja über Produkte der sogenannten Naturkosmetik. Da gibt es zwar verschiedene Zertifikate, aber die haben fast alle eins gemeinsam: Umweltaspekte spielen bei ihnen kaum eine Rolle. Die Zertifikate werden vielmehr nach anderen, vor allem mutmaßlich gesundheitlichen Gesichtspunkten vergeben.
Verzicht auf Zusatzstoffe in Naturkosmetik
Diese Kosmetika zeichnen sich in erster Linie dadurch aus, dass sie auf bestimmte Zusatzstoffe verzichten, die z.B. bei bestimmten Menschen Allergien auslösen können: Konservierungsstoffe, Emulgatoren oder eine synthetische Parfümierung.
Konventionell oder natürlich: Zusatzstoff bleibt Zusatzstoff
Vielleicht unterscheidet sich das Bio-Shampoo aber vom konventionellen auch einfach nur dadurch, dass es diese Stoffe ausschließlich aus natürlichen Quellen gewinnt, also etwa aus Pflanzen. Limonenduft kann z.B. natürlich oder synthetisch hergestellt sein. Sofern es aber chemisch gesehen letztlich die gleichen Substanzen sind, macht es für das Abwasser keinen Unterschied. D.h. je nachdem, welche Duftstoffe genau drin sind, sind die synthetischen genauso harmlos oder bedenklich wie die natürlichen. Man muss also genau hingucken, was beim jeweiligen Shampoo mit "bio" gemeint ist, um sagen zu können, ob es für die Umwelt wirklich besser ist.
Ökologische Gesamtbilanz betrachten
Außerdem muss man die ökologische Gesamtbilanz betrachten: Es kann sein, dass eine natürliche Zutat, die aus Pflanzen gewonnen wird, in der Herstellung sehr viel mehr Energie verbraucht als der entsprechende synthetisch hergestellte Stoff. Als Verbraucher ist man aber meist überfordert, das für jedes Produkt herauszufinden.
Deshalb würde ich persönlich sagen: Es gibt in unserem Alltag so viele Dinge, von denen wir relativ sicher wissen, dass sie ökologisch gut oder eben schlecht sind. Wir wissen, Radfahren ist besser als Autofahren. Wir wissen, es ist für die Umwelt besser, wenn wir Dinge kaufen, die möglichst lange halten – von Klamotten bis zum Handy – und wenn wir uns nicht immer auf das neueste Gerät stürzen, das gerade auf den Markt kommt.
Unser ökologischer Fußabdruck hängt im Wesentlichen von den Faktoren Wohnung, Essen, Mobilität, Kleidung, Essen und vielleicht noch Medienkonsum ab. Verglichen mit all dem, was wir hier gut oder schlecht machen können, ist die Frage, ob ich ein Bio-Shampoo oder ein konventionelles benutze, für die Umwelt relativ bedeutungslos – zumal dann, wenn man wissenschaftlich den Unterschied gar nicht so klar festmachen kann.
Welche Art Musik verführt zum Tanzen?
Feb 07, 2024
Show notes
Der Rhythmus und seine Komplexität
Ob ein Musikstück bei uns das Bedürfnis auslöst, uns instinktiv dazu zu bewegen oder gar zu tanzen, wird stark vom Rhythmus beeinflusst. Oder von dem, was man auch als "Groove" bezeichnet.
Welche Faktoren das genau sind, dazu gab es 2019 ein sehr interessantes Experiment der dänischen Universität Aarhus. Dort gab es eine Studie mit 200 Menschen im Alter zwischen 17 und 70. Die haben natürlich einen sehr unterschiedlichen Musikgeschmack, aber ob ein Musikstück als groovig empfunden wird, man sich also mitbewegen will, lässt sich trotzdem an ein paar wenigen Faktoren festmachen. Vor allem an der rhythmischen Komplexität.
Heino-Schlager: schlichtes Bumbum – Jazz: wechselhaft und zu komplex
Musik verführt uns dann zum Mitbewegen, wenn der Rhythmus mittelkomplex ist, also nicht zu simpel und nicht zu anspruchsvoll. In diesem Stück von Heino z.B., völlig unabhängig davon, ob es einem gefällt oder nicht, ist der Rhythmus zu schlicht, um groovig zu sein. Es ist ein einfaches Bumm Bumm Bumm – und damit kein Rhythmus, der einem einen Tanzimpuls in die Beine jagt.
Das andere Extrem wären sehr komplexe Rhythmen wie etwa im Jazz-Stück „Ghosts“ von Albert Ayler. Da ist der Rhythmus so komplex und wechselhaft, dass sich auch kein Groove entwickelt.
Optimaler Tanz-Verführer: "Happy" von Pharrell Williams
Rhythmen, die zum Bewegen animieren, müssen sich zwischen diesen Extremen bewegen. Die Forscher nennen explizit ein Stück, das sie für ziemlich optimal halten, nämlich "Happy" von Pharrell Williams.
Der entscheidende Punkt ist, dass es zwar einen erkennbaren Grundrhythmus gibt, aber insgesamt ist das Stück sehr synkopisch, d. h. es ist kein Tak-Tak-Tak, sondern es gibt versetzte Zwischenschläge, die stärker betont sind als die eigentlichen Hauptschläge.
Synkopen-Trick: Gehirn will fehlende Hauptschläge durch Bewegung "füllen"
Genau das ist der Trick: Wir fühlen uns dann zum Mitbewegen animiert, wenn unser Gehirn die Hauptschläge zwar erwartet, sie aber nicht kommen, sondern stattdessen solche synkopischen Zwischenschläge. Denn das weckt das Bedürfnis, die fehlenden Hauptschläge – also die Lücken im Rhythmus – durch eigene rhythmische Bewegungen zu füllen. Das macht typische Funk-Musik aus, aber auch bei den Salsa-Klassikern funktioniert das so.
Die mittelkomplexen Rhythmen sind also der wichtigste Faktor, um ein Stück groovig zu machen. Auch die Harmonieführung scheint eine Rolle zu spielen, auch wenn der Zusammenhang hier weniger klar ist. Vor allem aber hat die Harmonieführung einen Einfluss darauf, ob wir ein Stück mögen – und das wirkt sich dann natürlich auch darauf aus, wir Lust haben, darauf zu tanzen.
Stirbt man beim Beamen?
Jan 29, 2024
Show notes
Beamen tötet – da lässt sich die Natur kaum überlisten
Das geht ins Philosophische. Ich glaube, selbst wenn wir technisch in der Lage wären, so wie das in Star Trek gezeigt wird, einen Menschen auseinanderzunehmen – die Elementarteilchen, aus denen der Mensch besteht, und das Muster wie der Mensch zusammengebaut ist – und irgendwo anders hin zu transportieren – oder vielleicht auch nur das Muster und dort den Menschen wieder zusammenzusetzen – habe ich mich selbst schon gefragt, ob die Natur so etwas überhaupt zulassen würde.
Wir würden den Menschen ja beim Beamen töten; er wäre als Lebensform in dem Moment nicht mehr existent. Könnten wir die die Natur so überlisten, dass wir einen Menschen zerlegen und irgendwo wieder neu erschaffen? Auf diese Frage gibt es keine Antwort, denn so etwas hat bisher noch niemand gemacht.
Physik-Nobelpreisträger "beamt" Elementarteilchen
Technisch gesehen sind wir aber zumindest auf einem Weg dahin, weil wir Elementarteilchen ja schon beamen können. Anton Zeilinger hat 2022 den Nobelpreis dafür bekommen, dass er Elementarteilchen von einem Ort zum anderen "gebeamt" hat. Aber ob das mit Lebensformen tatsächlich so möglich wäre, wie es in Star Trek gezeigt wird, das kann keiner wirklich beantworten.
Können sich Katzen im Spiegel erkennen?
Jan 13, 2024
Show notes
Das lässt sich nicht so leicht sagen – man weiß nicht, was ein Tier denkt, wenn es in den Spiegel guckt. Aber diese Frage hat die Wissenschaft schon viel beschäftigt – und dazu gibt es viele Experimente.
Selbstwahrnehmung bei Tieren
Die Idee ist, dass man über solche Versuche herausfindet, inwieweit Tiere über ein Selbstbild oder eine Selbstwahrnehmung verfügen. Das ist ja auch eine philosophisch spannende Frage. Deshalb haben Verhaltensforscher solche Spiegeltests zu einem elementaren Experiment entwickelt: Wie reagiert das Tier? Reagiert es überhaupt? Und wenn ja, reagiert es eher wie gegenüber einem Artgenossen – also zum Beispiel, indem es aggressive Posen macht oder versucht, es zu beschnuppern oder ähnliches? Oder betrachtet es das Tier im Spiegel so, wie wir uns auch im Spiegel betrachten?
Schimpanse, Delfin, Elster: einige Tiere bestehen den Spiegeltest – Katzen nicht
Darum helfen Forscher zum Beispiel nach, indem sie dem Tier im Schlaf oder unter einer kurzen Betäubung eine Markierung ins Gesicht malen, die das Tier normalerweise nicht sehen kann – einen roten Fleck zum Beispiel. Den sieht es nur im Spiegel. Dann beobachtet man, was das Tier macht, wenn es in seinem Spiegelbild die Markierung entdeckt. Verhält es sich so, wie wir uns verhalten würden? Wenn Sie einen merkwürdigen Fleck in Ihrem Spiegelbild sehen, würden Sie vermutlich näher an den Spiegel herantreten und sich gerade die betreffende Gesichtspartie genau angucken. Vielleicht würden Sie auch mit dem Finger am Fleck reiben, um ihn zu entfernen. Wenn das Tier sich ebenso verhält – sich also dem Spiegel nähert oder sich gar mit der Pfote ins Gesicht langt – liegt der Verdacht nahe, dass ihm klar ist, dass es sich selbst sieht. Diesen Test hat man inzwischen bei ganz vielen Tieren gemacht.
Früher glaubte man, dass das nur der Mensch über ein Selbstbild verfügt oder allenfalls noch unsere nächsten Verwandten, die Menschenaffen. Tatsächlich bestehen Schimpansen den Test, Orang Utans ebenfalls, Gorillas aber nicht – und das, obwohl sie näher mit uns verwandt sind als die Orang Utans. Auch Delfine bestehen den Test und sogar Elstern, wie Forscher an der Uni Bochum nachgewiesen haben. Katzen aber bestehen ihn nicht.
Kinder bestehen den Spiegeltest ab 2 Jahren
Bei Kindern hat man den Test ebenfalls gemacht. Das Ergebnis: Ab einem Alter von zwei Jahren bestehen Kinder den Spiegeltest. Auch das ist übrigens ein Hinweis, dass Selbstwahrnehmung und Selbstbewusstsein zwei verschiedene Dinge sind. Kleinkinder unter zwei Jahren haben sicher so etwas wie ein Ich-Gefühl, eine Ich-Identität – auch wenn sie den Spiegeltest in diesem frühen Alter noch nicht bestehen.
Ist die Temperaturskala nach oben offen?
Jan 13, 2024
Show notes
Nach oben keine Grenzen
Es gibt für Temperaturen den absoluten Nullpunkt bei minus 273 Grad Celsius. Aber wie es bei den natürlichen Zahlen auch ist: Es gibt eine Null, aber nach oben gibt es keine Grenze. Warum das so ist, lässt sich am besten nachvollziehen, wenn man sich anschaut, wie die Wissenschaft darauf gekommen ist.
Wissenschaftler haben vor ein paar hundert Jahren festgestellt, dass sich Gase, je wärmer sie sind, ausdehnen: Man hat ein bestimmtes Volumen von einem Gas, man erwärmt dieses Gas und es dehnt sich aus. Beim Messen stellt man fest, dass sich das Gas linear ausdehnt – je wärmer es wird, desto ausgedehnter wird das Gas. Wenn man ein Diagramm zeichnet und zu jeder Temperatur das dazugehörige Volumen einträgt, ergibt sich eine Linie. Wenn man diese Linie zurückverfolgt, es also immer kälter werden lässt, dann schrumpft das Gas in sich zusammen. Irgendwann würde sich ein Punkt ergeben, an dem es nach dieser Gesetzmäßigkeit überhaupt keine Ausdehnung mehr hätte.
Am Nullpunkt hat das Gas kein Volumen mehr
Man kann also ausrechnen, wo dieser Punkt wäre, und so hat man damals diesen absoluten Nullpunkt errechnet. Der wäre dort, wo das Volumen des Gases praktisch null ist. Aber diese Nullausdehnung kann man sich nicht vorstellen. Irgendeinen Raum muss jeder Stoff einnehmen. Der Nullpunkt ist also nicht erreichbar, und kleiner als Null geht nicht. Das war die erste Annäherung an das Problem.
Jetzt könnte man sagen: Das ist sowieso kein reales Bild. Denn bei Gasen ist es ja auch so: Wenn es kälter wird, werden sie erst flüssig und dann fest. Dieses idealtypische Gasmodell funktioniert also in der Praxis gar nicht. Wissenschaftshistorisch gesehen kam dann der nächste Ansatz.
Was ist denn überhaupt Temperatur?
Was wir als Temperatur fühlen, ist ja im Grunde die Bewegungsenergie – die Bewegung der einzelnen Moleküle in einem Gas, aber auch in einem Festkörper. Auch in einem Festkörper gibt die Temperatur an, wie schnell die einzelnen Moleküle, die einzelnen Atome "wackeln". Auch da kann man ausrechnen, dass der absolute Nullpunkt der Punkt ist, an dem diese völlig zur Ruhe kommen, wo sich also nichts mehr bewegt.
Diesen Punkt, an dem nichts mehr wackelt, kann man experimentell nicht erzeugen. Es ist eine theoretische Größe. Man kann die Atome und die Moleküle nicht zur absoluten Bewegungslosigkeit "verdammen" – dagegen steht zum Beispiel auch die Heisenbergsche Unschärferelation: Man kann nie sagen, dass ein Teilchen völlig starr ganz genau an einem bestimmten Ort ist. Es hat immer diese Unschärfe. Und die sorgt dafür, dass die Bewegungsenergie nie Null ist. Dieser absolute Nullpunkt ist deshalb ein theoretischer Punkt und nie erreichbar in der Praxis.
Sind Trilliarden Grade denkbar?
Rein theoretisch schon. Aber wie will man die in der Praxis erzeugen? Man müsste Geräte haben, die das aushalten. Solche Temperaturen gab es meines Wissens nur einmal: nämlich Bruchteile von Sekunden nach dem Urknall, danach nicht mehr. Aber rein physikalisch kann es solche Temperaturen geben.
Weil der Raum auch unendlich ist, in dem sich die Moleküle ausdehnen können?
Das muss gar nicht der Raum sein, das kann ja auch der Druck sein, den man immer weiter erhöht und in dem die sich dann immer schneller bewegen. Zum Vergleich: Im Inneren der Sonne sind es etwa 15 Millionen Grad. Nicht weil der Raum unendlich groß ist, sondern weil so ein enormer Druck herrscht.
Nachtrag: "Aber die Lichtgeschwindigkeit!"
Als wir diese Antwort publizierten, kamen mehrere Zuschriften mit einem zunächst einleuchtenden Einwand: Laut Einstein bewegt sich nichts schneller als Lichtgeschwindigkeit. Wenn die Temperatur von der Geschwindigkeit der Moleküle abhängt, müsste doch die Höchsttemperatur erreicht sein, wenn die Moleküle sich annähernd mit Lichtgeschwindigkeit bewegen.
Der Haken an dieser Argumentation: Zwar steigt die Temperatur tatsächlich mit der Durchschnittsgeschwindigkeit der Teilchen, doch dabei hängt streng genommen die Temperatur nicht von der Geschwindigkeit als solcher ab, sondern von der Energie der Teilchen. Bei Zimmertemperatur läuft das letztlich aufs Gleiche hinaus.
Doch sobald sich die Geschwindigkeit der Teilchen tatsächlich der Lichtgeschwindigkeit nähert, strebt laut Einstein ihre Bewegungsenergie gegen unendlich (weshalb sie die Lichtgeschwindigkeit auch nie erreichen können) – und das Gleiche würde dann nach diesen Gesetzen auch für die Temperatur gelten. Richtig ist allerdings: In solchen Fällen kann man "Temperaturen" kaum noch sinnvoll definieren, abschätzen oder gar messen. Denn bei solchen astronomisch hohen Temperaturen hätten sich jegliche Atome ohnehin längst in Strahlungsenergie aufgelöst. Bzw. die Teilchen würden ein Schwarzes Loch erzeugen.
Dabei würde theoretisch eine Temperatur von 1,4 x 10³² °C entstehen – die sogenannte Planck-Temperatur, die in der Theorie auch unmittelbar nach dem Urknall herrschte. Insofern gibt es tatsächlich Temperaturen, die in unserem Weltall nicht überschritten werden, aber das ist keine Frage der "Skala".
Wie sorgt man für schöne Erinnerungen?
Dec 27, 2023
Show notes
Wir erinnern uns an Erinnerungsversionen
Ob man ein Ereignis als schön in Erinnerung behält, hängt nur zum Teil davon ab, ob man es in dem Moment als schön erlebt hat. Das aktuelle Erleben und die Erinnerung daran sind psychologisch tatsächlich zwei paar Schuhe. Die Hirnforschung hat nämlich gezeigt, dass eine Erinnerung jedesmal, wenn wir sie abrufen, neu bearbeitet und abgespeichert wird. Anders gesagt: Woran wir uns erinnern, ist nicht das Ereignis selbst, sondern die letzte Erinnerungsversion, die wir abgespeichert haben.
Fotos halten schöne Erinnerungen lebendig
So kann es passieren, dass wir mit der Erinnerung an ein Erlebnis eine Stimmung assoziieren, die wir in dem Moment gar nicht so erlebt haben. Auch Fotos können diesen Effekt auslösen, denn die meisten von uns fotografieren sehr selektiv die Highlights. Alle lächeln, machen irgendwelche fröhlichen Gesten und wir suchen für Fotos gerne die Highlights heraus und lassen das nicht so schöne außer Acht. Das ist zumindest gutes Erinnerungsmanagement, denn so frischen wir die Erinnerung an die schönen Momente immer wieder auf, während die anderen im Gedächtnis verblassen.
Die Dauer des Ereignisses spielt keine Rolle
Ansonsten gibt es dafür, wie positiv wir Ereignisse in Erinnerung behalten, zwei Gesetzmäßigkeiten, die auch der Psychologe Daniel Kahneman in seinem Buch "Schnelles Denken, langsames Denken" beschrieben hat. Die erste Regel ist: Die Dauer eines Ereignisses spielt keine Rolle – das gilt für positive wie negative Erlebnisse gleichermaßen. Wenn wir mit Schmerzen im Wartezimmer einer Zahnärztin sitzen, sind wir um jede Minute froh, die uns dort erspart bleibt. In der Rückschau spielt die Dauer jedoch keine Rolle mehr. Ob wir eine halbe Stunde oder drei Stunden gewartet haben – die Erinnerung daran wird trotzdem nicht immer schlechter. Umgekehrt, wenn man seinen Urlaub gerne am Strand verbringt, spielt es in der Erinnerung keine Rolle, ob man dort drei Tage oder zwei Wochen verbracht hat. Im Gedächtnis – sozusagen im "mentalen Fotoalbum" – stellt es gewissermaßen ein Bild dar.
Emotional stärkster Moment und Ende des Ereignisses bleiben im Gedächtnis
Die zweite Gesetzmäßigkeit: Wie wir eine Situation oder Erfahrung rückblickend bewerten, wird im Wesentlichen von der Antwort auf zwei Fragen geprägt: Wie angenehm oder unangenehm war der emotional stärkste Moment? Und wie war das Ende? Das ist die sogenannte "Höchststand-Ende-Regel" (peak-end-rule).
Nehmen wir als Beispiel eine Wanderung. Sie führt durch eine mittelmäßig attraktive Landschaft. Aber zwischendurch gibt es ein oder zwei echte Highlights – etwa einen fantastischen Ausblick oder ein Bad im Fluss. Diese Highlights machen zeitlich vielleicht nur einen Bruchteil der Wanderung aus – trotzdem sorgen sie dafür, dass sie schöner in Erinnerung bleibt als vielleicht eine andere Wanderung, die durch eine insgesamt schönere Landschaft führt, bei der aber diese echten Highlights ausbleiben. Denn: Die Peaks – die Höhepunkte des Erlebens – beeinflussen maßgeblich die Gesamterinnerung. Und eben: das Ende.
Ein Urlaub, bei dem die Stimmung anfangs mies war und dann immer besser wurde, wird rückblickend besser bewertet als einer, bei dem es genau andersherum war. Dieses Ende ist für die Bewertung der Erinnerung sogar noch wichtiger als die Peaks.
Und es gibt noch eine tröstliche Nachricht: Positive Höhepunkte bleiben meist länger in Erinnerung als negative: Wenn mir im Urlaub das Portemonnaie gestohlen wurde, ich daneben aber auch unvergessliche Glücks-Momente erlebe, wird auf Dauer der Schmerz über den Diebstahl verblassen (davon habe ich ja vermutlich auch keine Fotos und ich werde die Erinnerung weniger oft abrufen), während die schönen Augenblicke dauerhaft die rückblickende Bewertung prägen werden.
Wie entsteht ein Tsunami?
Dec 25, 2023
Show notes
Tsunami: "Hafen-Wellen" 2004 und 2011 mit katastrophalen Folgen
Das Wort "Tsunami" kommt unverkennbar aus dem Japanischen – was schon darauf hinweist, dass Japan von dieser Art Katastrophe regelmäßig heimgesucht wird. "Tsunami" bedeutet eigentlich Hafen-Welle.
Spätestens seit den Weihnachtstagen 2004 – als mehr als 200.000 Menschen in Indonesien und Sri Lanka ums Leben kamen – ist das Wort auch im Vokabular der deutschen Öffentlichkeit angelangt. 2011 führten ein Erdbeben mit anschließendem Tsunami zur Reaktorkatastrophe im Japanischen Fukushima.
Tsunami setzt starkes Seebeben voraus
Damit ein Tsunami entsteht, müssen mehrere Bedingungen erfüllt sein: Es muss ein sehr starkes Seebeben geben. Eine Magnitude von mehr als 6,3 gilt als Voraussetzung. Und der Erdbebenherd muss nahe dem Meeresgrund sein, sodass an einer Stelle der Meeresboden – und damit auch die darüber stehenden Wassermassen – plötzlich und kräftig nach oben gedrückt wird. Auf diese Weise wird eine Welle erzeugt, die sich dann sehr schnell in alle Richtungen ausbreitet, mit bis zu 1.000 Stundenkilometern.
Tsunami-Welle ist oft mehrere hundert Kilometer lang
Das ist der Unterschied zu gewöhnlichen Wellen, wie man sie von einem starken Seegang kennt: Da bewegt sich im Wesentlichen nur die Meeresoberfläche. Bei einem Tsunami ist die komplette Wassersäule in Bewegung. Und wenn diese sich als Welle auf eine Küste zu bewegt, wo das Meer ja immer flacher wird, dann hat die Welle immer weniger Platz und bäumt sich zu einer Riesenflutwelle auf – mit Höhen von manchmal mehreren Dutzend Metern.
Entscheidend für die Schwere der Überschwemmung ist aber weniger die Wellenhöhe als vielmehr die Wellenlänge. Sie beträgt bei einem Tsunami oft mehrere hundert Kilometer. Wenn eine solche Welle sich an die Küste zu bewegt, wird somit eine gewaltige Wassermasse aufs Land geschoben. Deshalb sind Tsunamis so gefährlich.
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