Gut strukturierte und auch für Laien gut verständliche Darstellung der Gravitationswellen und der von Albert Einstein im Jahr 1915 veröffentlichten Allgemeinen Relativitätstheorie, deren bisherige Ergebnisse Einsteins geniale Annahmen bislang bestätigt haben.

Anlass und Ausgangspunkt des Gravitationswellen-Buches von Günter Spanner ist der erstmalige direkte Nachweis einer Gravitationswelle durch zwei US-amerikanische Interferometer im September 2015. Die Gravitationswelle stammte von zwei Schwarzen Löchern, die vor 1,3 Milliarden Jahren zusammenstürzten und über insgesamt 65 Sonnenmassen verfügten. Von dieser Gesamtmasse wurden in einem gewaltigen kosmischen Ereignis drei Sonnenmassen in Gravitationsenergie umgewandelt und abgestrahlt.

Der Autor erläutert sehr anschaulich und detailliert, wie die dem Gravitationswellen-Nachweis dienenden Interferometer-Großanlagen funktionieren und welche Informationen aus den den verschiedenen Bestandteilen der Gravitationswellen abgeleitet werden können.

Günter Spanner zeigt die potenzielle Bedeutung der Gravitationswellenforschung für ein besseres Verständnis des Universums auf – nicht zuletzt auch bei der Erforschung der Dunklen Materie. Als mögliche Quellen einer Gravitationswelle beschreibt der Autor unter anderem Schwarze Löcher, Supernovae und Neutronensterne insbesondere auch Magnetare und Pulsare, die sich zudem als „kosmische Messstationen“ für Gravitationswellen nutzen lassen.

In einem Ausblick erläutert der Günter Spanner die absehbar nächsten Schritte der internationalen Gravitationsforschung. Dabei handelt es sich sowohl um erdgebundene Interferometer-Projekte als auch um gewaltige Weltraum-gestützte Vorhaben. Zu den terrestrischen Entwicklungen zum verbesserten Gravitationswellen-Nachweis zählt der Aufbau eines weltweiten Netzes von Interferometern in den USA, Deutschland, Italien, Indien und Japan.

Abschließend gibt der Autor einen Überblick über die aktuelle Theorie-Diskussion in Astrophysik und Kosmologie.

Aufgrund der fachkundigen und verständlichen Darstellung empfehlenswert.

Eventuelle Vorkenntnisse: Grundkenntnisse der Speziellen Relativitätstheorie erleichtern das Verständnis der Allgemeinen Relativitätstheorie und der Gravitation als einer der vier physikalischen Grundkräfte.

 

 

Ausgezeichnete Einführung vor allem in die Spezielle Relativitätstheorie Albert Einsteins. Sehr verständlich geschrieben. Starkes Bemühen der Autoren erkennbar, Leser ohne wesentliche Vorkenntnisse punktgenau „abzuholen“ und schrittweise „heranzuführen“. Dies erspart allerdings nicht eine sorgfältige und zuweilen auch nachdenkliche Lektüre.

Behandelt werden unter anderem die Bedeutung und Verbindung von Masse, Energie, Geschwindigkeit und Zeit, die Dimension Raumzeit, euklidische und Raumzeit-Geometrie, Raumzeit-Krümmung, „Weltformel“, Gravitation sowie die aktuellen Forschungsergebnisse zu den zwölf fundamentalen Elementarteilchen. Sehr klar wird auch dargestellt, worin sich Newtons und Einsteins Weltverständnis unterscheiden und wie es zu einer Weiterentwicklung von Newtons Denkmodellen zur Relativitätstheorie Einsteins kam.

Entscheidend für das Verständnis des Buches ist wohl, sich vom gewohnten „absoluten“ Alltagsverständnis von Raumdimensionen, Zeit und Geschwindigkeit zu „verabschieden“ und sich auf eine „relative“ Weltsicht einzulassen.

Als hilfreich erweist sich das ausführliche Register, das ein rasches Nachschlagen von Kernbegriffen bzw. zentralen Aussagen erleichtert. Die eindrucksvollste und überzeugendste Heranführung an die Relativitätstheorie, die ich (als Physik-Laie) bisher gelesen habe.

Eine inhaltlich ausgezeichnete Einführung in die Mikro- und Astrophysik durch einen sehr fachkundigen Autor, der dem Leser eine komplexe Materie in aufgelockerter Form nahe bringt und auch über historische Entwicklungen (z. B. am CERN) informiert.

Allerdings: Abrufbare Vorkenntnisse über die Spezielle Relativitätstheorie Einsteins erleichtern ganz bestimmt den Einstieg in das Buch. Wer sich ohne das „Marschgepäck“ eines Vorwissens zum mikrokosmischen „Teilchenzoo“ an die Lektüre wagt, der dürfte womöglich bald enttäuscht aufgeben, zumal der Autor – begeistert über das Thema mit seiner Fachkompetenz spielend – auch schon einmal Fachbegriffe verwendet, ohne diese zuvor zu erläutern.

Wer jedoch die ersten etwa 60 Seiten sorgfältig durchgearbeitet hat und mit den Grundbegriffen des „Teilchenzoos“ umgehen kann, der wird wohl auch an den „restlichen“ 440 Seiten zu CERN, Higgs-Boson, Antimaterie, Dunkler Materie, Dunkler Energie, Supersymmetrien und Stringtheorie Interesse finden und sich ein außerordentlich spannendes und vom Autor gut aufbereitetes Thema erschließen, das schließlich sogar philosophische Fragen berührt.

Ein schnelles Durchlesen „im Vorübergehen“ ist nicht zu empfehlen. Regelmäßiges Nachschlagen an denjenigen Textstellen, in denen bestimmte Fachbegriffe der Mikro- oder Astrophysik erstmals erläutert werden, erscheint unerlässlich, um dem weiteren Textverlauf folgen zu können. Wer als Laie allzu oft (nach etlichen Seiten nicht mehr präsente) Fachbegriffe „überliest“, ohne immer wieder einzuhalten und sich die Mühe zu machen, Fachliches sich noch einmal bewusst machen, der wird nur einen eingeschränkten Nutzen aus dem Buch ziehen können.

Erwähnt werden muss aber, dass dieses Sachbuch einen durchaus schwerwiegenden Mangel aufweist (gerade für in der Mikro- und Astrophysik zunächst unkundige Laien): Das Buch verfügt nur über ein rudimentäres Inhaltsverzeichnis und verzichtet auf jegliches Stichwortverzeichnis – ein eklatante Lücke für ein thematisch anspruchsvolles Werk. Die daher erforderliche (eben auch nicht durch ein hinreichend aufgegliedertes Inhaltsverzeichnis unterstützte) Suche nach den erläuternden Fundstellen innerhalb eines 500-seitigen Buches ist für den Leser sehr umständlich und zeitaufwändig (wenn man denn den Text wirklich verstehen möchte).

Dieser Mangel wird auch nicht durch die exzellenten Übersichten zu Kernbegriffen der Mikro- und Astrophysik (in Tabellen- bzw. Listenform), am Ende jedes der sieben Kapitel eingefügte Zusammenfassungen oder durch das umfangreiche Literaturverzeichnis ausgeglichen. Wegen des sehr guten und insgesamt verständlich dargestellten Inhalts ist das Buch gleichwohl empfehlenswert.