Buchrezension: Wie man eine Weltformel erklärt, die jeder kennt

Warum ist E = mc²? Diese Frage stellen die Physiker Brian Cox und Jeff Forshaw im Titel ihres Buches. Denn fast jeder kennt Einsteins berühmte Formel, doch kaum jemand weiß, was sie eigentlich bedeutet. Das unterhaltsame Buch der Wissenschaftler hilft da weiter.

Von Volker Budinger

9783440152065

Im Jahr 1915 publizierte Albert Einstein seine Spezielle Relativitätstheorie und damit die berühmte Formel E = mc². Die Formel kennt jeder und bringt sie sofort mit dem Genie in Verbindung. Millionenfach ziert sie T-Shirts, Aufkleber und vieles mehr. Dass die Buchstaben Energie, Masse und Lichtgeschwindigkeit miteinander in Beziehung setzen, wissen grundsätzlich auch noch etliche, die sonst nicht so viel mit Physik zu tun haben. Aber warum Energie gleich der Masse mal dem Quadrat der Lichtgeschwindigkeit ist und was das eigentlich bedeutet, weiß fast niemand, der nicht irgendeinen Bezug zu der Naturwissenschaft hat.

Mit ihrem auch für absolute Laien verständlichen und unterhaltsam zu lesenden Buch beantworten die Physik-Professoren Brian Cox und Jeff Forshaw die Frage „Warum ist E=mc²?“. „In diesem Buch wollen wir Einsteins Theorie von Raum und Zeit so einfach wie möglich beschreiben und gleichzeitig ihre tiefgreifende Schönheit vermitteln“, schreiben die Autoren im Vorwort. Die Begeisterung für das Thema merkt man dem Buch deutlich an.

Erklärt von den Grundlagen bis ins Spezielle

Natürlich ist der Versuch, möglichst einfach zu bleiben, bei diesem Thema offensichtlich nicht immer leicht. Dennoch hat man stets das Gefühl, auch als absoluter Laie mitgenommen zu werden. An einigen Stellen gibt es dann etwa den Hinweis, dass man die folgende Mathematik oder tiefergehenden Ausführungen gerne überspringen könne. Die fortgeschritteneren Leser werden aber wohl auch diese Stellen mit Genuss lesen und die naturwissenschaftlichen Laien fühlen sich dennoch gut aufgehoben.

In acht Kapiteln legen Cox und Forshaw erst einmal die Grundlagen für ihre Erklärung der Formel. Angefangen beim grundsätzlichen Konzept von Raum und Zeit über Lichtgeschwindigkeit und die Raumzeit führen sie den Leser zum Verständnis, warum die Formel ist wie sie ist – und was das eigentlich für die Menschheit bedeutet. Denn Einsteins Formel ist eine tiefgreifende Erklärung für vieles, was aus dem Alltag bekannt ist, was die Autoren anhand von zahlreichen Beispielen eindrucksvoll belegen. Sie eröffnet neue Möglichkeiten der Erkenntnis im 21. Jahrhundert und auch Möglichkeiten für Anwendungen, die noch Science-Fiction sind. Und gleichzeitig erklären die Autoren, warum vieles auch funktioniert, obwohl die Bedeutung der Formel nicht jedermann sofort bekannt ist.

Das Buch kann einen anderen Blick auf die Welt eröffnen

Wer das Buch durchgelesen hat, hat unter Umständen einen anderen Blick auf die Welt. Andererseits bleibt vieles genauso wie vorher – es ist eben alles relativ. Aber das Verständnis für die Schönheit der Physik und ihrer mathematischen Beschreibung bleibt nach der Lektüre.

Mit dem Buch ist des Autoren gelungen, komplexe Physik einem breiten Publikum einfach zugänglich zu machen. Cox, Physik-Professor an der Uni Manchester, der in den 90ern auch mal als Keyboarder der Gruppe D:REAM musikalische Erfolge hatte, hat bereits zahlreiche Auszeichnungen für seine Bemühungen erhalten, Naturwissenschaft der breiten Öffentlichkeit zugänglich zu machen. Das ist ihm auch in diesem Fall wieder gelungen. Mit Jeff Forshaw, ebenfalls Physik-Professor an der Uni Manchester, teilt er dieses Ziel, Physik für jedermann zu erklären.

Warum ist E=mc²?; Franckh-Kosmos-Verlag; 256 Seiten Hardcover; ISBN 978-3-440-14970-6

Der Hi-Tech Läusetod

Der batteriebetriebene Plasmaläusekamm wird auf der Medica in Düsseldorf vorgestellt. Foto: Fraunhofer IST.

Göttingen/Düsseldorf. Wenn es nach den Forschern des Göttinger Anwendungszentrums für Plasma und Photonik (gehört zum Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik in Braunschweig) geht, ist der Läusekamm bald Geschichte. Die kleinen Plagegeister, die gemeine Kopflaus (Pediculus humanus capitis), bekämpft man in Zukunft mit Plasma – Star Trek lässt grüßen. 

„Plasma ist ein Aggregatszustand, der entsteht, wenn einem Gas oder Gasgemisch Energie zugeführt wird“, erklärt Professor Wolfgang Vlöl, Leiter des Anwendungszentrums. Dabei trennen sich die Moleküle und Atome des Gases zum Teil in Ionen und Elektronen auf, es entsteht ein elektrisch leitendes Teilchengemisch. Meist denkt man im Zusammenhang mit Plasma an große Hitze – die Sonne etwa besteht in erster Linie aus Plama bei Temperatuern über 15 Millionen Grad Celsius.

Wer nun überlegt, dass das zwar Läuse effektiv töten würde, aber Haar und Kopfhaut wohl auch schadet, liegt nicht ganz richtig. Denn die Forscher benutzen in ihrem Plasmakamm sogenanntes kaltes Atmosphärendruckplasma. In dem Gerät befindet sich ein Hochspannungserzeuger. Zwischen den Kammzinken entstehen dabei ultrakurze Hochspannungspulse, die die Luft dazwischen ionisieren.

Durch dieses ultrakurzen Pulse werde gerade soviel Energie zugeführt, dass nur die Elektronen beschleunigt, die schwereren Gasteilchen aber nicht aufgeheizt würden, erklärt Vlöl. Damit erhalte man ein Plasma, das Raumtemperatur habe. Diese tötet nicht nur die Läuse, sondern auch deren Eier, die Nissen, die an den Haaren nahe der Kopfhaut kleben. Haare und Kopfhaut bleiben unversehrt.

Dass auch die Nissen abgetötet werden, sei einer der Vorteile des batteriebetriebenen handlichen Geräts, dass die Forscher auf der Medizintechnik-Messe Medica vom 16. 19.November in Düsseldorf zeigen. Bei den bisherigen Methoden etwa mit chemischen Wirkstoffen in Shampoos müsse die Behandlung meist nach rund einer Woche wiederholt werden, um die dann aus den Nissen geschlüpften Läuse ebenfalls zu erwischen. Das ist beim Plasmakamm anders: „Bereits nach einmaligem Durchkämmen ist die Hälfte der flügellosen Insekten tot. Innerhalb eines Tages ist man die Quälgeister los“, sagt Vlöl.

Damit kann dann auch auf die meist besonders für Kinder schmerzhafte mechanische Methode mit dem engzinkigen Läusekamm verzichtet werden. Den Plasmakamm testen die Forscher bereits gemeinsam mit Kinderarztpraxen.

Geplant ist, das patentgeschützte Gerät als kosmetisches Produkt in Kleinserie auf den Markt zu bringen. Und in einer etwas modifizierten Version könne der Plasmakamm auch für Haustiere angewendete werden.

Volker Budinger