Physiker, Jahrhundertgenie, ALS-Patient: Stephen Hawking wird 70. Seit zwanzig Jahren erklärt er das Universum von Isaac Newtons Lehrstuhl in Cambridge aus - doch die höchste Auszeichnung der Physik bleibt ihm bisher verwehrt.
Astrophysiker Stephen Hawking.
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Astrophysiker Stephen Hawking.
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Berlin –
Was hat Gott getan, bevor er das Universum schuf? Mit Fragen wie diesen will uns der Astrophysiker Stephen Hawking zum Nachdenken über den Kosmos anregen. Er schrieb populärwissenschaftliche Bücher wie „Eine kurze Geschichte der Zeit“ oder „Das Universum in einer Nussschale“, mit denen auch normale Erdenbürger Dinge wie Schwarze Löcher, Urknall oder Paralleluniversen verstehen sollen. Beide Titel wurden Bestseller. Am Sonntag (8. Januar) wird der Engländer 70 Jahre alt.
Das Nachrichtenmagazin „Der Spiegel“ nannte ihn ein „Jahrhundertgenie wie Albert Einstein“. Doch nicht nur deswegen scheint Hawking wie von einer anderen Welt. Nach einer Luftröhrenoperation kann er nur über die Stimme eines Computers sprechen, den er mit den Augen steuert. Sein Körper ist wegen einer Erkrankung des Nervensystems an einen Rollstuhl gefesselt. Da mag es überraschen, dass Hawking ein recht turbulentes Familienleben führt: Er hat nach zwei Scheidungen drei Kinder und drei Enkelkinder.
Hawking studierte Physik in Oxford und promovierte in Cambridge in Kosmologie. Derzeit leitet er in Cambridge das Zentrum für theoretische Kosmologie. Was Hawking als wissenschaftlicher Verdienst besonders wichtig ist, steht auf seiner Homepage: Unter anderem die mathematisch untermauerte Erkenntnis, dass „Raum und Zeit einen Anfang im Urknall und ein Ende in Schwarzen Löchern haben“. Seine größte Errungenschaft ist es aber, auch den normalen Erdenbürgern die Astrophysik näher gebracht zu haben - und zwar ohne komplizierte mathematische Formeln.
Mathematik halbiert die Verkaufszahlen
Unsere Einblicke ins All: Die wichtigsten Teleskope
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Unsere Einblicke ins All: Die wichtigsten Teleskope
Das Teleskop soll 1608 von Hans Lipperhey erfunden worden sein - noch bevor Galileo Galilei es ein Jahr später zur Sternenbeobachtung einsetzte. Seitdem wurden die Spiegel der optischen Teleskope immer größer - und die Einblicke, die sie liefern, immer tiefer.
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30 Jahre lang, nämlich von 1947 bis 1975, war das Hale-Teleskop im Palomar-Observatorium nahe San Diego das größte Fernrohr der Welt. Der Spiegel, hier im Bild, hatte einen Durchschnitt von fünf Metern.
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In Arizona, USA, steht das Large Binocular Telescope. Es lässt Blicke ins All gleich über zwei Spiegel zu, jeder mit einem Durchmesser von 8,4 Metern.
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Das Innenleben des Gran Telescopio Canarias auf der Kanareninsel La Palma ist riesig - alleine der Spiegel kommt auf 10,4 Meter im Durchmesser.
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Der Spiegel des Southern African Large Telescope in Südafrika ist segmentiert - um Kosten zu sparen. Trotzdem erreicht er einen Durchmesser von etwa elf Metern. Nachteil der günstigen Bauweise: Das Teleskop ist in seinem Höhenwinkel festgezurrt - und damit in seiner Beweglichkeit beschränkt.
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Auch das Hobby-Eberly-Teleskop in Texas ist im Höhenwinkel fixiert. Seine Besonderheit: die hohe Lichtsammelkraft. Diese reicht nämlich - trotz vergleichsweise geringem Spiegeldurchmesser - an die der weltweit größten Spiegelteleskope heran.
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Mit Hilfe eines Radioteleskops in Arecibo (Puerto Rico) hören Forscher das All nach außerirdischen Signalen ab. Das Radioteleskop hat einen Durchmesser von 305 Metern. Bei der "Search for Extraterrestrial Intelligence" (SETI) kann jeder Computerbesitzer mithelfen, indem er Rechenleistung zur Verfügung stellt.
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Blick auf das Observatorium der Europäischen Sternwarte (ESO) in den Chilenischen Anden. Hier steht das Very Large Telescope - das seinem Namen alle Ehre macht. Mit seinen insgesamt vier Spiegeln kann das Fernrohr auch das mittlere Infrarotspektrum ausleuchten.
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Ebenfalls auf dem chilenischen ESO-Observatorium wird das European Extremely Large Telescope geplant. Sein Hauptspiegel soll satte 42 Meter umfassen - und aus knapp 1000 Spiegelelementen zusammen gesetzt werden. Mit Bildern ist aber frühestens 2018 zu rechnen.
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Bis 2007 galten die beiden Keck-Teleskope auf dem hawaiianischen Vulkan Mauna Kea als die größten der Welt. Sie bieten gleich zwei Spiegel mit je einem Durchschnitt von zehn Metern. Die Keck-Teleskope sind Teil des Mauna-Kea-Observatoriums, das neben ihnen noch mit dem Subaru-Teleskop und dem IRTTF in den Himmel blickt.
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Auch auf dem Mauna Kea soll ein neues, riesiges Teleskop entstehen - mit einem Spiegel-Durchschnitt von dreißig Metern. Hier ist es auf einer Illustration zu bestaunen.
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Die wichtigsten Eindrücke aus dem All liefert jedoch das Weltraumteleskop Hubble. Seit dem 24. April 1990 liefert es bereits Bilder von fernen Welten.
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Seit März 2009 sucht das Weltraumteleskop Kepler nach extrasolaren Planeten - vornehmlich nach solchen, die bewohnbar sind. Am 2. Februar 2011 wurde von der Nasa bekanntgegeben, dass 1235 Planetenkandidaten seit Missionsbeginn ermittelt wurden. Im Bild sind die letzten Startvorbereitungen am Weltraumteleskop Kepler dokumentiert.
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Das James Webb Space Telescope (JWST) wird frühestens 2018 an Bord einer Ariane5-Rakete ins All geschossen. Der Primärspiegel des Weltrauminfrarotteleskops hat einen Durchmesser von 6,5 Metern. Eine der Aufgaben des Teleskops: Es soll nach Licht von den ersten Sternen und Galaxien nach dem Urknall suchen.
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Sie zeigen uns weit entferrnte Welten, geben uns Einblicke in fremde Galaxien und liefern uns Bilder aus der Tiefe des Alls: Teleskope. Sie sind quer über den Globus verteilt. Hier stellen wir die wichtigsten Standorte vor.
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Guckloch ins Universum
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Unbemerkt von den Erdenbürgern sind Sonden, Teleskope und kleine Roboter wie Phoenix dabei, die Tiefen des Weltalls zu erforschen. Von Zeit zu Zeit senden sie Bilder zur Erde: Kleine Gucklöcher in unendliche Weiten. Das Bild kommt von einer Kamera, die deutsche Forscher vom Max-Planck-Institut entwickelt haben.
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Die acht Planeten unseres Sonnensystems, außerdem der Zwergplanet Ceres. Wie Pluto, der hinter Neptun um die Sonne kreist, ist Ceres nach der neuen Begriffsdefinition der Internationalen Astronomischen Union von 2006 kein "Planet".
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Dieser Bildausschnitt einer Infrarot-Aufnahme des Spitzer-Teleskops zeigt ein "Familienporträt" ungezählter Sternengenerationen: Die ältesten Sterne sind als blaue Punkte zu erkennen, schwerer zu identifizieren sind die pinkfarbenen "Neugeborenen" im Sternenkreissaal.
Diese sternenbildende Region - von Wissenschaftlern unromantisch W5 genannt - hat das Teleskop Spitzer im Sternenbild Cassiopeia entdeckt, in einer Entfernung von 6500 Lichtjahren.
Diese schillernde Glut eines sterbenden Sternes hat das Spitzer-Teleskop der Nasa aufgenommen. Der Donut-förmige Ring besteht aus Material, das der Stern im Sterbeprozess herausschleuderte.
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Im riesigen Trifid-Nebel, 5400 Lichtjahre von der Erde entfernt, entstehen aus Gas und Staub neue Sterne. Das Spitzer-Teleskop der Nasa schoss diese Foto der galaktischen Geburtsstube.
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Der Plejaden-Sternhaufen, auch "Die sieben Schwestern" genannt, kann nachts mit dem bloßen Auge gesehen werden. Mit dem Teleskop kommen allerdings die Farben besser zur Geltung.
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Wie ein rotes Age blickt der Helix-Nebel auf diesem Infrarot-Foto dem Betrachter entgegen. Er befindet sich 700 Lichtjahre entfernt im Aquarius-Sternbild.
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Seine Ähnlichkeit mit einem irdischen Kontinent brachte diesem Nebel den Titel Nordamerika ein. Eine Kombination aus normalem und infrarotem Foto sorgt für die spektakuläre Farbgebung.
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Dieser Babystern konnte in seiner vollen Schönheit erst durch die Infrarotdetektoren des Spitzer-Teleskops aufgenommen werden.
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Saturn und seine Ringe: Wie diese entstanden sind, ist eines der großen Rätsel der Astronomie. Möglicherweise sind sie die Überreste eines Saturn-Mondes, der vor 4,5 Milliarden Jahren spurlos verschwand.
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Eine der größten und schärfsten Aufnahmen des Hubble-Teleskops: Die Whirlpool-Galaxie
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Je nach Farbgebung werden Aufnahmen von Spiralgalaxien zu wahren Kunstwerken.
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Die von der Europäischen Südsternwarte veröffentlichte Aufnahme zeigt den mehrere tausend Lichtjahre entfernten Trifid-Nebel im Sternbild Schütze. Der Name Trifid stammt von dem lateinischen Wort trifidus (dreigeteilt, dreigespalten), da dunkle Staubstreifen das glühende Herz der Sternen-Geburtsstätte dreiteilen.
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Im Sternbild Schlangenträger haben Astronomen die Vorboten einer kosmischen Karambolage fotografiert: 400 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt rasen die Kerne zweier verschmelzender Galaxien aufeinander zu und werden unausweichlich miteinander kollidieren.
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Diese Sternen-Geburt zeichnete das Hubble-Teleskop in der Spiralgalaxie M83 auf. Wem technische Abkürzungen nicht liegen, der mag sie bei ihrem Spitznamen Südliches Feuerrad nennen.
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Das Foto des Weltraumteleskops Hubble zeigt einen Ausschnitt aus dem Irisnebel im Sternbild Kepheus. Der 1400 Lichtjahre entfernte Nebel besteht aus Staubkörnchen, die zehn bis hundert Mal kleiner sind als gewöhnlicher Hausstaub.
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Dieses Bild wurde aus optischen und Röntgen-Aufnahmen verschiedener Teleskope zusammengefügt. Es zeigt einen Ring aus schwarzen Löchern, 430 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt.
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Diese Gruppe von Galaxien, Arp 273 genannt, nahm das Weltraumteleskop Hubble für die Nasa auf. Die größere Spiralgalaxie nennen Wissenschaftler UGC 1810.
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In diesem Sternennebel befindet sich die hellste Gruppe junger Sterne unserer Milchstraße. Die Sternenwiege produziert immer neue Youngster.
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Auch diese Sternen-Wolke, verbunden mit dem Rosetten-Nebel, bringt laufend neue Babysterne hervor - 5000 Lichtjahre von der Erde entfernt.
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In dieser hell strahlenden Galaxie mit einem kleinen Schwarzen Loch existiert noch kein Staub, sondern nur Gas. Forscher vermuten, dass er erst kurz nach dem Urknall entstanden ist, als im Universum vorwiegend Wasserstoff zu finden war.
Foto: ddp/NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC)
Bizarre Räume eröffnen die Teleskope im Weltraum dem Menschen - dieses Bild aus dem Krebs-Nebel ergänzte ein Künstler um einen Pulsar ergänzt.
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AFP/David A. Aguilar (CfA) / NASA / ESA
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„Man hat mir gesagt, dass jede Gleichung in dem Buch die Verkaufszahlen halbiert“, nennt Hawking in „Eine kurze Geschichte der Zeit“ als ganz eigennützigen Grund. Stattdessen bemühte er sich, einen Zusammenhang zwischen den Gesetzen des Universums und unserem Alltag herzustellen. Beispielsweise schreibt er, dass Navigationssysteme ohne Berücksichtigung der Raumzeitkrümmung um ganze Kilometer falsch liegen würden, weil die Zeit für die GPS-Satelliten schneller vergeht als auf der Erde.
Doch meist bleiben Hawkings Bücher, in denen er nicht nur eigene Erkenntnisse, sondern auch andere Theorien der Astrophysik erklärt, außerhalb irdischer Erfahrungen. Kritiker werfen ihm vor, dass sich vieles zwar mathematisch beweisen ließe, aber geistig kaum vorstellbar sei. Etwa, dass die Zeit birnenförmig ist oder dass es winzig kleine Fäden (strings) geben könnte, die alles im Universum zusammenhalten.
Im Gegensatz dazu lässt sich Religion zwar mathematisch nicht beweisen, kann aber auf eine lange Tradition menschlicher Vorstellung zurückgreifen. Hawking erregte immer viel Aufmerksamkeit, wenn er sich zu Gott äußerte. Erst im vergangenen Jahr machte er mit der Aussage Schlagzeilen, dass Gott für eine Erklärung zur Entstehung des Universum unnötig sei. In seinem jüngsten Buch „Der große Entwurf - Eine neue Erklärung des Universums“ schreibt er: „Weil es ein Gesetz wie das der Schwerkraft gibt, kann und wird sich ein Universum selber aus dem Nichts erschaffen“.
Spontane Schöpfung statt göttlicher Schöpfer
Dabei schien sich die Kirche, die den Urknall schon lange für mit der Bibel vereinbar erklärt hatte, mit Hawking arrangieren zu wollen. Sie ernannte ihn zum Mitglied der Päpstlichen Akademie der Wissenschaften und 2008 wurde er sogar von Papst Benedikt XVI. persönlich empfangen. Doch es half nichts: Der Kosmologe besteht darauf, dass kein göttlicher Schöpfer, sondern „spontane Schöpfung“ der Grund ist, „warum es statt dem Nichts doch etwas gibt“. In Hawkings Vorstellung hat Gott vor der Erschaffung des Universums also gar nichts getan, weil es ihn nicht gibt.
Zu sagen, Hawking hätte in der akademischen Fachwelt keine vergleichbaren Erfolge wie als Buchautor vorzuweisen, wäre nicht korrekt. Für 20 Jahre hatte er wie schon Isaac Newton den Lucasischen Lehrstuhl für Mathematik der Universität Cambridge inne. Auch erhielt Hawking zahlreiche Auszeichnungen, darunter den Wolf-Preis in Physik.
Dennoch blieb ihm die höchste Auszeichnung der Physik, der Nobelpreis, bisher verwehrt. Vielleicht deshalb, weil ihm die „wichtigste Entdeckung oder Erfindung auf dem Feld der Physik“, wie es im Testament von Alfred Nobel heißt, in den Augen seiner Kollegen noch nicht gelungen ist. Vielleicht ändert sich das, wenn Hawking sich seinen Traum erfüllt und eine physikalische Theorie „von allem“ entwickelt, die Quantenmechanik und Relativitätstheorie miteinander verbindet. (dapd)