Lesermeinung - Spektrum der Wissenschaft

Ihre Beiträge sind uns willkommen! Schreiben Sie uns Ihre Fragen und Anregungen, Ihre Kritik oder Zustimmung. Wir veröffentlichen hier laufend Ihre aktuellen Zuschriften.
  • Eine Variante

    23.01.2011, Dr. Johann Springer
    Zu dem "Granitblock voller Energie" ist mir eine Variante eingefallen, bei der sich kein Berg in der Landschaft auf und ab bewegt: Man präpariere wie vorgeschlagen einen großen Granitkolben von z.B. 500 Meter Durchmesser aus dem Berg heraus. Dann werden von diesem Kolben 300 Meter abgetragen, so dass nur noch eine Kolbenhöhe von 200 Meter sowie ein 300 Meter tiefes Loch verbleiben.

    Dieses wird mit Wasser gefüllt, das also einen See bildet. Dieser See dient als Reservoir für das Wasser, mit dem der Granitkolben zur Energiespeicherung um bis zu 250 Meter angehoben wird. Der Wasserspiegel bleibt dann beim Pumpvorgang ebenso wie beim späteren Energiegewinnungsvorgang im Wesentlichen konstant, so dass der See gut für Freizeitzwecke genutzt werden kann. Pumpen, Turbinen und ein Wasserschloss könnten in dem Granitkolben untergebracht werden. Ein kleiner Nachteil dieser Anordnung ist, dass die potenzielle Energie des umgepumpten Wassers nicht genutzt werden kann. Dafür wird aber die Abdichtung des Kolbens durch das darüber liegende Wasser wesentlich erleichtert, und bei Undichtigkeit gibt es keine Gefährdung.

    Ich halte die Realisierbarkeit dieser Variante für wesentlich günstiger, da sich niemand über einen auf- und abtauchenden Granitzylinder zu erregen braucht. Ein Nachteil ist die große Menge abzutransportierenden Materials.
  • Granitblock als Energiespeicher

    22.01.2011, Klaus Moll
    Die Idee ist faszinierend. Allerdings dürfte der Sprung von 13 Gigawattstunden auf 1600 Gigawattstunden durch die Ausweitung des Durchmessers von 150 auf 500 Metern übertrieben sein. Es ist wohl eine Null zu viel. Zweitens muss man hier wohl mit geodynamischen Nebeneffekten rechnen. So hat man bei dem Versuch, geothermale Effekte durch Umpumpen von Wasser in größeren Tiefen sowohl in der Schweiz als auch im Südwesten Deutschlands kleinere Beben und Risse in Gebäuden beobachtet. Drittens stellt sich wohl auch die Frage nach der Stabilität dieser Zylinder die vielleicht doch durch die Lage auf den Wasserschichten Veränderungen erfahren. Vielleicht sollte man jetzt schon auch an andere Möglichkeiten denken, diese Schwerkraftidee umzusetzen. Wie wäre es zum Beispiel zunächst mit Stahlkolben zu beginnen, die innen mit billigerem Material ausgefüllt wären? Diese könnten durch Aufbau nach oben hin sogar noch zusätzlich beschwert werden.
    Mit freundlichen Grüßen
    Dr. Klaus Moll
  • Kaum überwindbare Schwierigkeiten

    21.01.2011, Fritz Kronberg
    Klingt toll, aber ausgehend von einer Dicke der eingesägten Spalten von mindestens 5 Millimeter ergibt sich bei 150 Meter Durchmesser des Blocks ein "Abflussrohr" nach oben von 75 Zentimeter "Durchmesser". Nicht eben wenig bei 50 bar Überdruck. Vermutlich wird dieses Wasser zum Schmieren der Kontaktflächen einkalkuliert, aber das erzeugt entweder neue Bäche; nicht unbedingt da, wo man sie haben möchte oder versickert in Klüften und dann ist der Schmiereffekt weg. Ich halte die technischen Schwierigkeiten dieses Ansatzes für kaum überwindbar.
  • Vier statt fünf keulenförmige Wolken

    20.01.2011, Prof. Dr. Dietrich H. Nies
    Der Satz " ... d-Orbitale ähneln einem Komplex aus fünf keulenförmigen Wolken." im Glossar ist falsch. Die Lösung der Schrödinger-Gleichung (für das Wasserstoff-Atom) mit der Hauptquantenzahl n=3 und der Nebenquantenzahl l=2 (l zwischen 0 und n-1) ergibt zwar fünf mögliche magnetische Quantenzahlen (-2, -1, 0, 1, 2), sie ähneln aber Doppelhanteln, also VIER keulenförmigen Wolken), von denen jeweils drei sich in den drei möglichen Ebenen des xyz-Koordinatensystems befinden und Nummer vier entlang der x- und y-Achse. Nummer fünf ist ein "Doppelschnuller"-Orbital, das aus der Hybridisierung der beiden Lösungen entlang der y- und z-Achse und entlang der x- und z-Achse resultiert. Dieses "Hybrid" ist nötig, da nur fünf Orbitale (nach der magnetischen Quantenzahl) erlaubt sind, aber theoretisch sechs räumliche Möglichkeiten berechnet werden können. So habe ich das jedenfalls als nicht fachkundiger Biologe verstanden!
  • Selbst recherchiert oder nur abgeschrieben?

    19.01.2011, C. Abel, Karlsruhe
    Leider ein weiterer polemischer Artikel, der einer Detailprüfung nicht standhalten kann.
    Wie sollte er auch, da er nicht selbst recherchiert, sondern woanders abgeschrieben wurde.
    Um nur einen Aspekt herauszugreifen: Wenn die Düngung von Weizenfeldern diese negativen Auswirkungen auf die Umwelt hat, dürfen wir zu allererst mal keinen Weizen mehr anbauen - kein Brot essen und keine Tiere mit dem Weizen füttern- Der Anteil der zu Biosprit verarbeitet wird, ist ja verschwindend gering.

    Aber für jede Tonne Rindfleisch werden ca. 7 T Getreide verfüttert.
    Zudem wird im Prozess der Ethanolgewinnung der gebundene Stickstoff (in Form von Proteinen) nicht vernichtet, sondern als Tierfutter weiterverarbeitet.

    Ansonsten: Basiswissen Chemie (könnte man ja bei Spektrum der Wissenschaft unterstellen, dass so etwas vorhanden ist): Schläuche, die zwar gegen Benzin (aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, also unpolar) aber nicht gegen Ethanol (polares Lösungsmittel) stabil sind. Was soll dass für ein Material sein?

    Der Hinweis auf Brasilien (oder USA ) ist gut. In USA fahren identische Automodelle wie in Europa seit 2004 mit E10, offensichtlich ohne große Probleme. In Brasilien ist die Beimischung noch höher.

    Also empfehle ich weiter dicke Autos fahren, jeden Tag Fleisch essen und sich über E10 aufregen.
    Antwort der Redaktion:
    Sehr geehrter Herr (?) Abel,



    selbstverständlich sind die meisten Fakten in diesem Kommentar selbst recherchiert. Tatsächlich hat Düngung negative Auswirkungen auf die Erdatmosphäre. Nach Ausbringen von Stickstoffdünger entsteht unter anderem auch eine größere Menge Lachgas (N2O), das ein deutlich wirksameres Treibhausgas ist als Kohlendioxid. Der Nobelpreisträger für Chemie Paul Crutzen kritisiert genau aus diesem Grund auch sehr stark den Einsatz so genannter Bio-Treibstoffe (P. J. Crutzen, A. R. Mosier, K. A. Smith und W. Winiwarter: N2O release from agro-biofuel production negates global warming reduction by replacing fossil fuels. In: Atmos. Chem. Phys.. 8, 2008, S. 1389–1395).



    Die Ausweitung von Nutzland auf Kosten von Wäldern, um zusätzlich den Bedarf der Menschheit an Treibstoffen zu decken, verschlechtert die Umweltbilanz noch weiter, wie Sie aus dem Diagramm im Text entnehmen können - erstellt von zwei Schweizer Wissenschaftlern, die berechnet haben, dass die meisten "Bio"-Kraftstoffe in der Ökobilanz genau aus den Gründen Abholzung und Lachgasemissionen miserabler abschneiden als fossile Brennstoffe. Zum Dritten werden für den Anbau von Mais (aus dem hierzulande oder in den USA das meiste Ethanol gewonnen werden soll) verstärkt Grünländer umgebrochen, die Kohlendioxidsenken sind und nun zu Quellen werden - auch das verschlechtert die Klimabilanz des "Bio"-Sprits.



    Was die Tauglichkeit von Ethanol für ältere Autos anbelangt, verlasse ich mich auf die Aussagen von Automobilexperten des ADAC und der Hersteller, die ebenfalls vor dem Einsatz von E10 in bestimmten Autotypen gewarnt haben. Das Problem soll immerhin zehn Prozent der deutschen Autoflotte betreffen. Es ist ja schön, wenn das in Brasilien funktioniert: Deutsche Autobesitzer, deren Fahrzeuge dies nicht verkraften, haben davon trotzdem nichts.



    Und schließlich noch die Schadstoffbilanz des neuen Sprits, dessen toxische Wirkung sowohl Chemikern als auch dem Umweltbundesamt zu denken geben - wie Sie dem im Text beigefügten Link auch durchaus entnehmen können.



    Mit freundlichen Grüßen


    Daniel Lingenhöhl
  • Wirklich ein "Paradoxon"?

    19.01.2011, Dr. Arno Brüning, Bochum
    Nicht ohne Befremden habe ich den Artikel von Prof. Schlichting zum "Heiz-Paradoxon" in Heft 1 des Jahrgangs 2011 gelesen. Dass die Gesamtenergie der Luft in einem Zimmer sich bei konstantem Außendruck nicht ändert, ist alles andere als ein Paradoxon. Von einem Paradoxon sollte man zumindest dann nicht sprechen, wenn etwas nach ein wenig Nachdenken plausibel wird. Dass mit dem Entweichen der Luft nach außen und der Erhöhung der mittleren kinetischen Energie der Luftmoleküle "zweigegenläufige" Prozesse stattfinden und somit die Energieaufnahme der Luftmoleküle immer mit einer Abgabe nach außen verbunden ist, ist sofort klar. Dass dabei die Energie der Luft im Zimmer erhalten bleibt, kann man nur (allerdings recht einfach) rechnerisch begründen, wobei man die allgemeine Gasgleichung und die Proportionalität der mittleren kinetischen Energie der Moleküle zur absoluten Temperatur ausnutzt.

    Das Entscheidende bleibt allerdings in dem Beitrag unerwähnt: Beim Heizen eines Zimmers wird schließlich der Großteil der Wärmeenergie auf die Gebäudewände übertragen, so dass beim Heizen tatsächlich ein erheblicher Teil der Energie dort gespeichert wird.
  • Da muss es noch andere Kräfte geben!

    18.01.2011, Charly Nickel
    In der Tat muss die Corioliskraft sehr schwach sein, außerdem müssen beim Abfluss in Badewannen noch andere Kräfte wirken. Bei meinem ersten Job im brasilianischen Busch musste ich meine Wäsche in einem Bottich waschen. Manches mal beobachtete ich, wenn ich das Wasser abließ, dass der Strudel sich "verkehrt" herum bildete - und zwar bei jedem Waschgang an diesem Tag und das war ein sicheres Zeichen, dass es regnen würde. Gab es keinen Regen bildete sich der Strudel "normal" im Sinne des Uhrzeigers. Bis heute habe ich keine Erklärung dafür!
  • Corioliskraft

    18.01.2011, Andreas Schwald, München
    Dieser Artikel ist ein interessanter Beitrag zum Thema, welche Argumente zur Zeit Galileis (um 1630) für oder gegen das Kopernikanische Weltbild sprachen. Arthur Köstler hat in seinem Buch "The Sleepwalkers" auf einige Probleme hingewiesen, z. B. die Fixsternparallaxe (gemessen um 1830) oder das Gewicht der Luft (gemessen von Torricelli, einem Schüler Galileis).

    Leider hat die jahrhundertelange Polemik um Galilei den damaligen Wissensstand (wichtige Argumente für beide Ansichten; Tycho de Brahe suchte einen Mittelweg) meist nur sehr einseitig dargestellt.
  • Naiver Fortschrittsglaube in den USA

    17.01.2011, Werner Brinker, Darmstadt
    ich bin ein Leser der ersten Stunde von Spektrum der Wissenschaft. In meiner Sammlung finden sich alle Hefte seit 1978 und ich habe Ihr Magazin ununterbrochen seit 1979 abonniert. Meine Faszination für Ihre Artikel ist ungebrochen. Ihre Themenauswahl und die Aufbereitung sind exzellent. Dennoch gab und gibt es natürlich immer wieder Artikel oder Themenreihen, die mich nicht ganz zufrieden stellen. Als Beispiel möchte ich die "Hefte im Heft" von verschiedenen Forschungseinrichtungen aufführen, die sie in den letzten Jahren immer wieder gebracht haben. Für mich stellen sie reine Werbungsseiten dar, das inhaltliche wie sprachliche Niveau war stetes unzureichend, die Aufbereitung deutlich schlechter als gewohnt - insgesamt: nicht lesenswert. Dennoch konnte ich hierüber hinweggesehen.

    Nun haben Sie vor einiger Zeit eine neue Reihe angefangen: Erde 3.0. Während ich die Werbeseiten der Forschungsinstitute noch akzeptieren konnte, ist diese Serie so schlecht, dass ich an dieser Stelle meinen Unmut darüber äußern möchte.

    Erde 3.0 (wer maßt es sich eigentlich an, die Erde durchzunummerieren?) behandelt Umweltfragen - insbesondere auch Fragen zum Klimawandel. Ich bin an diesem Themenkomplex sehr interessiert und begrüße es, dass sich Spektrum der Wissenschaft seit einigen Jahren damit intensiv auseinandersetzt. Allerdings sind die Artikel von Erde 3.0 offensichtlich ausschließlich vom amerikanischen Mutterblatt "Scientific American" bzw. dem mittlerweile offensichtlich wieder eingestellten Tochterblatt "Earth 3.0" übernommen. Leider sind diese Artikel gegenüber dem europäischen Stand des Wissens bzw. dem öffentlichen Bewußtsein in Europa zu diesem Thema mindestens um zehn Jahre zurück oder aber sie zeigen eine fast naiv wirkende industriefixierte Sichtweise mit naiven Scheinlösungen. Ich möchte diese Aussage anhand des Artikels "Große Wäsche" im aktuellen Heft (1/2011) verdeutlichen.

    Der genannte Artikel beschäftigt sich mit den Möglichkeiten, Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu waschen um so der globalen Erwärmung entgegenzuwirken. Dazu schlägt der Autor Klaus S. Lackner, der als Professor der Columbia University in New York vorgestellt wird, aber seinen Artikel ausschließlich aus Sicht des Unternehmens "Kilimanjaro Energy" schreibt, dessen Mitbegründer er ist, vor, mit Filtern Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu waschen und es entweder endzulagern oder anderweitig zu verwerten. Die dazu vorgesehene Technologie baut auf jener auf, die derzeit für die Rauchgasreinigung von Kohlekraftwerken erprobt wird, dort mit dem Ziel CO2 aus dem Rauchgas abzuscheiden und unterirdisch zu lagern.

    Aus diesen Bemühungen ist nun bekannt, dass dieser Prozess einige gravierende Probleme mit sich bringt. Zum Ersten ist er sehr energieaufwändig. Nach Angaben der Firma ALSTROM Power Generation AG verringert sich der durchschnittliche Wirkungsgrad der Kohlekraftwerke, je nach eingesetzter Technik um 5 bis 15 Prozentpunkte. Im günstigsten Fall bedeutet das, dass zur Reinigung der Abgase von acht Kohlekraftwerken so viel Energie benötigt würde, dass ein zusätzliches gebaut werden müsste. Um alleine die Kohlendioxidmenge, die Deutschland jährlich freisetzt, wieder aus der Luft herauszufiltern, wären demnach mehr als 100 zusätzliche Großkraftwerke nötig - unter den günstigsten Voraussetzungen. Realistisch gesehen werden es wohl 400 oder mehr sein. Die Kosten wären gigantisch. Der Autor beziffert alleine die Kosten für den Betrieb der vorgeschlagenen Filter auf umgerechnet 150 Euro pro Tonne Kohlendioxid und hofft auf Kostenreduzierungen bis 30 Euro pro Tonne. Heute erreichen beispielsweise Windkraftanlagen schon Reduzierungskosten, die deutlich günstiger sind.

    Endgültig unrealistisch wird der Artikel aber, wenn auf die Wiederverwendung des Kohlendioxids verwiesen wird. Ein Einschub der Redaktion besagt, dass in Deutschland ein industrieller Bedarf an Kohlendioxid in Höhe von rund 800 000 Tonnen im Jahr besteht. Deutschland setzt aber jährlich über 800 000 000 Tonnen CO2 frei. Der Unterschied beträgt drei Größenordnungen! Angesichts dieser Verhältnisse ist die in dem Artikel angedeutete Möglichkeit, man könne das gewonnene Kohlendioxid mit Gewinn an die Industrie verkaufen, geradezu absurd. Sehr viel realistischer ist die Annahme, dass wegen des dramatischen Überangebots eine Entsorgungsgebühr zu entrichten sein wird.

    Der CO2-Bedarf der Industrie wird derzeit vor allem dadurch gedeckt, dass Kohlendioxid genutzt wird, das bei vielen Industrieprozessen als Abfallprodukt anfällt. Dieses Kohlendioxid soll nun durch CO2 aus der Luftwäsche ersetzt werden. Und was passiert dann mit dem "Abfall"-Kohlendioxid das bisher für industrielle Zwecke verwandt wurde? Im einfachsten Fall wird es in die Atmosphäre entlassen. Der Nettogewinn für die Umwelt ist null.

    Die Gewinnung von Synthesegas aus H2O und CO2, um daraus einen Benzinersatz zum Antrieb von Fahrzeugen herzustellen, ist nun geradezu lächerlich. Die Synthese von Treibstoffen aus Kohlendioxid und Wasser ist sehr energieaufwändig. Man kann abschätzen, dass der Gesamtwirkungsgrad der Synthese nicht wesentlich höher als 20 Prozent liegen kann. Laut Artikel soll hierzu als Energiequelle umweltfreundlich hergestellter Strom verwendet werden. Damit ergäbe sich ein Kraftstoffpreis, der umgerechnet auf einen Liter Benzin bei rund 12 Euro läge. Und auch das ist nur dann möglich, wenn das Kohlendioxid kostenlos bereitgestellt würde. Da ist es wesentlich sinnvoller, den Strom gleich beispielsweise in Elektroautos als Energiequelle zu nutzen.

    Eine Reduktion des Kohlendioxidgehaltes in der Atmosphäre ist auf diese Weise ohnehin nicht zu erreichen. Das CO2 zunächst mit hohem Energieaufwand aus der Atmosphäre herauszufiltern und es dann mit einem wiederum hohen Energieaufwand in einen Treibstoff zu verwandeln, der dann verbrannt werden soll, so dass das mühsam gefilterte Kohlendioxid wieder freigesetzt wird und auf Grund der schlechten Wirkungsgrade sogar noch wesentlich mehr - komplizierterer Unsinn ist kaum denkbar!

    Der Artikel und auch die gesamte Serie "Erde 3.0" zeigen, dass die USA klimapolitisch nicht auf dem internationalen Stand der Dinge sind. Die Artikel sind entweder von einer geradezu rührenden Naivität oder aber sie zeugen von einer bornierten Gläubigkeit daran, dass die Probleme mit großindustriellen Maßnahmen gelöst werden könnten. Sie sind peinlich für die USA.

    Und sie gehören aus meiner Sicht auf Grund ihres schlechten Niveaus nicht in "Spektrum der Wissenschaft".
  • WIMPs und kein Ende?

    17.01.2011, F. Jetschny, Kassel
    Der Hype um Schwarze Energie und Schwarze Materie kommt mir vor wie die Suche nach dem Äther vor etwas mehr als hundert Jahren. Um die Ausbreitung von Licht zu erklären, hat man nach einem Medium gesucht.

    Jetzt sucht man nach einem Medium, mit dem sich die Struktur des Universums erklären lässt. Vielleicht ist es ja wieder einmal nur eine Eigenschaft des Raumes selbst, die alles bedingt. Was ist z. B. mit Raumatomen die sich unter der Gravitation großräumig in bisher unbekannter Weise verhalten? Vielleicht ist alles viel einfacher, als mathematische Konstrukte und Computersimulationen vermuten lassen. Ich habe die Befürchtung, da die WIMPs jetzt einen Namen haben, existieren sie auch. Jedenfalls in der Fantasie.
  • Ein bis zwei Monate oder Jahre länger leben?

    17.01.2011, Lutz-Michael Weiß, Berlin
    Ist es wirklich so, dass wie im aktuellen Heft auf Seite 60 beschrieben sich "Lebenszeit durch Krebsmedikamente ... nur um *ein bis zwei Monate* erhöht"? Sind nicht *ein bis zwei Jahre* Lebensverlängerung im Schnitt gemeint?
    Antwort der Redaktion:
    Lieber Herr Weiß,


    mit meiner Formulierung, dass sich die Lebenszeit nach medikamentöser Behandlung im Schnitt nur um ein bis zwei Monate erhöht, habe ich mich auf eine wissenschaftliche Untersuchung zu Pankreas-Tumoren bezogen, die an der Charité in Berlin durchgeführt wurde. Demnach erhöht sich die mittlere Lebenserwartung nach einer Chemotherapie von 20 auf 22 Monate (JAMA 2007: Vol. 297, No. 3). Es handelt sich jedoch um Durchschnittswerte und die Wirksamkeit von Krebsmedikamenten kann in verschiedenen Tumortypen sehr unterschiedlich sein.



    Mit freundlichen Grüßen

    Hans Lehrach
  • Transitivität

    16.01.2011, Prof. Werner Hoffmann, Bielefeld
    Mir hat die eingängige Darstellung von Herrn Pöppe sehr gefallen. Wie er richtig schreibt, ist die Abgrenzung des Begriffs eines unendlichen platonischen Körpers umstritten. Man könnte – über die im Artikel genannten Bedingungen hinaus – verlangen, dass eine Fläche des Körpers in jede andere Fläche durch eine seiner Symmetrien überführt werden kann. Dabei soll es möglich sein, eine bestimmte Kante der einen Fläche in eine beliebig vorgegebene Kante der anderen Fläche sowie einen bestimmten Endpunkt der einen Kante in einen vorgegebenen Endpunkt der anderen Kante zu überführen. In diesem Fall besteht das Prinzip der Dualität weiter. Verbietet man noch Selbstdurchdringungen, so gibt es nur die unendlichen platonischen Körper mit den folgenden Schläfli-Symbolen:

    {3,6}, {4,4}, {6,3} (Pflasterungen der Ebene, Geschlecht 1),
    {4,6}, {6,4} (Geschlecht 2),
    {6,6} (Geschlecht 3).

    Das Fundamentalgebiet von {6,6} unter der Wirkung der Translationssymmetrien ist das abgestumpfte reguläre Tetraeder, bei dem je zwei parallele Schnittkanten miteinander identifiziert werden.
  • Hypothesen und Fakten

    14.01.2011, Axel Kilian, Merseburg
    Die Wahrscheinlichkeit, dass eine Aussage richtig ist, die auf vielen Vorannahmen beruht, ist das Produkt der Wahrscheinlichkeiten der (unabhängigen) Einzelannahmen. Sie wird immer geringer, je mehr Hypothesen ins Spiel kommen. Obwohl das die beteiligten Wissenschaftler sehr wohl wissen, reden Sie über ihre Hypothesen, als wären es hochgradig gesicherte Fakten. Es läuft mittlererweile in der Physik wie in den Geisteswissenschaften: Evidenz entsteht durch genügend häufiges Wiederholen einer Vermutung. Fehlt sie, werden als Ersatz griffige Vokabeln eingesetzt. Zum Beispiel hört sich "Standardmodell der Kosmologie" unangreifbar an, so als wäre es weit gehend gesichert: Das Gegenteil ist der Fall! Und erzählen Sie mir nicht, wahre Wissenschaft definiert sich geradezu durch ihre Falsifizierbarkeit.

    Mir scheint, hier wird manchmal von Dingen geschrieben die weder verifizierbar noch falsifizierbar sind. Dunkle Materie und Dunkle Energie sind bislang immer noch nichts weiter als vage Hypothesen, um unverstandene Beobachtungen zu erklären. Aber wie schnell bekommen die dunklen Begriffe Struktur, plötzlich ist ein ganzer Zoo da, WIMPS heißen sie. Und was erst mal einen Namen hat, das gibt es auch! Computergenerierte Visualisierungen beseitigen alle Restzweifel. Eine Seite weiter wird schon berechnet, wie viele davon gerade durch den Körper des Lesers geflogen sind. Ich mache den Wissenschaftlern keinen Vorwurf: Sie leben ja davon. Auch die Politiker können wohl kaum zurück, nachdem so viele Milliarden geflossen sind. Aber von einer unabhängigen Fachzeitschrift würde ich mir etwas mehr kritische Distanz wünschen.
  • Schmutzige Wäsche tauschen

    14.01.2011, Prof. Dr. Joachim Breckow, Grünberg
    Dass sich Prof. Lackner so vehement für die CCS (CO2-Abscheidung) einsetzt, ist gut zu verstehen, schließlich verdient seine Firma ja daran. Eine vertretbare Alternative zur Eindämmung des Klimawandels stellt CCS jedoch gewiss nicht dar. Im Gegenteil: Da für diese Methode beträchtliche Energiemengen eingesetzt werden müssen, wird dies eher zu mehr Energieverbrauch führen und das Klima noch zusätzlich belasten (CO2 ist ja schließlich nur eine Komponente der Energieproduktion, die sich auf das Klima negativ auswirkt). Die aufgeführten "nützlichen Seiten des CO2" betreffen ausschließlich den wirtschaftlichen Bedarf. Dies ist jedoch lediglich eine kurzfristige Verwertung des CO2, das schließlich ausnahmslos doch wieder an die Atmosphäre abgegeben wird. Das Hauptproblem der CCS-Techniken sind jedoch die horrenden Mengen an CO2 (zig Gigatonnen pro Jahr), die in irgendeiner Form endgelagert werden müssen. Hierüber geht der Autor auffallend schnell hinweg. Wenn man an die ungelöste Endlagerproblematik der Kernenergie (zig Kilotonnen pro Jahr) und die gewaltige gesellschaftliche Debatte hierüber denkt, dann kann man sich eine realisierbare Entsorgung einer millionenfach größeren Menge schlicht nicht vorstellen. Das Gefährdungspotenzial von CO2 ist zwar andersartig, aber nicht unbedingt geringer als das des radioaktiven Abfalls. Der Einsatz von CO2-Abscheidetechniken zur Klimarettung ist keine "große Wäsche für das Klima", sondern nur der Tausch von schmutziger Wäsche.
  • Nichtlokalität und Relativität: Kein Widerspruch

    13.01.2011, Prof. Dr. Eduard Wirsing, Ulm
    Den Artikel ”Bedroht die Quantenverschränkung Einsteins Theorie?“ von David Z. Albert und Rivka Galchen, Spektrum der Wissenschaft 9/09 habe ich leider erst im Anschluss an den von Craig Callender (Spektrum 10/10) über die Zeit genauer gelesen und möchte sagen, dass ich ihn sehr skeptisch betrachte. Albert und Galchen widersprechen dem, was ich über Verschränkung zu wissen meine, aber das Wenige, was sie zur Begründung anführen, sind doch wohl Trugschlüsse.

    Im Kasten auf S. 32 ist das EPR-Argument mit Elektronenpaaren illustriert, die zum Gesamtspin 0 verschränkt sind. Lassen wir Alice und Bob die Spins einer Folge von solchen Paaren in wechselnden, jeweils entgegengesetzten Richtungen messen. (Sie könnten die Richtung z. B. nach einer digitalisierten Version von Nostradamus' Prophezeiungen wählen.) Nach der Quantenmechanik werden sie immer dasselbe messen: beide + oder beide –. Da die Entfernung beliebig groß sein darf, beweisen gelungene analoge Experimente: Die Welt ist und funktioniert nichtlokal. Auf S. 36 heißt es nun: ”Die quantenmechanische Nichtlokalität scheint vor allem absolute Gleichzeitigkeit zu erfordern.“ Wieso? Wohl einfach, weil Maudlin das sagt. Es entspricht ja auch der Vorstellung, Alices Messung beeinflusse ganz schnell Bobs Teilchen; zumal die Wortwahl im Kasten: ”dann wird Bob feststellen ...“, leider davon ausgeht, dass er erst nach Alice misst.

    Aber: Da Alice und Bob vor dem Naturgesetz sicherlich gleich sind, greifen seine Messungen ebenso ins Geschehen ein wie ihre. Wir sollten also sagen: Nach ihrer Messung weiß Alice sofort (in ihrem Bezugssystem), dass Bob dasselbe wie sie messen wird oder schon gemessen hat. Daraus folgt zweierlei:

    Erstens geben die zwei identischen Messreihen nicht den geringsten Hinweis, wer beim Messen der Erste war. Das Experiment erlaubt keine Unterscheidung von früher und später, also keine Beobachtung einer absoluten Zeit.

    Zweitens: Weder sie noch er können aus ihren Messwerten erkennen, ob er bzw. sie schon gemessen hat. Bei Betrachtung der gleichen Folge von Vorzeichen müssten sie ja zum gleichen Ergebnis kommen. Es ist also kein einziges Bit Information in die eine oder die andere Richtung geflossen. Keiner hat auch nur den geringsten (beobachtbaren) Einfluss in das andere Labor. Das kann auch nicht verwundern, denn nicht einmal im eigenen Labor haben die beiden Einfluss auf ihre Messwerte; und etwas Anderes wird ja nicht beobachtet.

    Das obige Experiment ist besonders einfach zu diskutieren, steht aber für alle anderen Experimente mit Paaren verschränkter Teichen. Der Kalkül der Quantenmechanik zeigt nämlich, dass das Messen der Individuen mit anschließendem Mischen die ursprüngliche Gesamtheit wieder herstellt. Und genau dies tut Alice. Zwar misst sie Bobs Teilchen implizit mit ihren mit, aber sie sortiert sie dabei in keiner Weise. Alices Messungen hinterlassen an Bobs Teilchengesamtheit keine beobachtbare Spur. Keine Zeitmarke, kein Bit, kein Einfluss.

    Am Beispiel des Äthers hat Einstein vorgeführt, dass man, was prinzipiell nicht beobachtbar ist, in der Physik ignorieren sollte. Eine nicht beobachtbare absolute Zeit mag ihren Platz im Algorithmus haben, wie schon die Wellenfunktion mit ihrer unklaren Realität, aber sie bringt jedenfalls die spezielle Relativitätstheorie nicht in Gefahr. Die zeitliche Reihenfolge von Alices und Bobs Messungen kann durchaus vom Inertialsystem des Betrachters abhängen.

    Da die Autoren darin die Wurzel aller Fehldeutungen zu sehen scheinen, möchte ich darauf hinweisen, dass die Unmöglichkeit von Überlichtgeschwindigkeit für Information und Materie in der obigen Diskussion keine Rolle spielt. Ich gebe allerdings zu, dass ich bis zum Erweis des Gegenteils daran glaube. Dass dergleichen mit der Relativitätstheorie vereinbar ist, ist egal, solange es keine Experimente gibt, die es zeigen oder nahelegen.

    Bei alledem bleibt der Effekt der Verschränkung natürlich beobachtbar und aufregend. Nur nicht sofort. Beide Messreihen für sich sind völlig unauffällig. Der Effekt liegt im Übereinstimmen der Messreihen bzw. im Zusammenpassen, welches sich in einer Korrelation messen lässt. Er wird also nur wirksam, beobachtbar, wenn die beiden Informationen zusammengeführt werden. Und das kann nach heutigem Kenntnisstand höchstens mit Lichtgeschwindigkeit geschehen.

    Und dann liest man auf S. 32 und im Kasten S. 36, warum Albert und Galchen die Relativitätstheorie in Gefahr sehen: Nichtlokalität bedeutet ihnen direkten Einfluss in der Ferne, Nasenbrechen, Bomben sofort zünden. Wenn stimmt, was ich oben erläutert habe, darf man sagen: Falscher gehts kaum. Gerade die von der Quantenmechanik geforderte und und in Experimenten bewiesene Möglichkeit des ”Fernmessens“ ohne beobachtbare Einflussnahme ist ausgeblendet und dafür die nicht geforderte und mit keinem Experiment belegte sofortige Fernwirkung zur Definition genommen!

    Noch ein paar Worte zur Kausalität, mit der der Artikel auf der Titelseite beworben wird, obwohl ich sie im Heft gar nicht finde. Wofür sollte z. B. Bob nach einer Ursache fragen, wenn er nichts irgendwie Auffälliges beobachtet? Da, wo und dann, wenn der Verschränkungseffekt eine Wirkung haben, beobachtbar werden kann, sind beide Messungen Vergangenheit und erst recht die Präparation der verschränkten Partikel. Darum sehe ich kein Problem mit dem Kausalitätsprinzip. Wahrscheinlich sollte man die Beziehung zwischen den verschränkten Teilchen gar nicht als ”Geschehen“ betrachten. Es lässt sich ja keine Zeit beobachten, zu der etwas geschieht. Es ist wohl mehr eine Art gemeinsames Sein der beiden, über Raum und Zeit hinweg, an beidem vorbei. Dass ich das nicht verstehe, spielt keine große Rolle. Wichtig ist, dass, wie ich hoffe, kein Widerspruch entsteht.

    Sicherlich haben die Autoren (mit Maudlin) Recht, dass die Frage viel subtiler sei als ”die üblichen Plattitüden“. Das kann der Fachmann immer sagen. Dass sie aber gar nicht diskutieren, ob und wie man absolute Zeit oder Fernwirkung vielleicht nachweisen könnte, dem Leser stattdessen nur den Hinweis auf die Autorität (Maudlin) und Scheinargumente bieten, das finde ich ärgerlich.
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