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Die Grundlagen des Universums entdecken

Nach "Astronomie – die kosmische Perspektive" von Bennett, Donahue, Schneider und Voit ist "Astronomie – Eine Entdeckungsreise zu Sternen, Galaxien und was sonst noch im Kosmos ist" von Neil F. Comins das zweite, ins Deutsche übersetzte US-amerikanische Astronomielehrbuch, das mit dem Anspruch antritt, jedermann die Grundlagen der modernen Astronomie und Astrophysik fundiert, aber ohne mathematischen Hintergrund zu vermitteln. Tatsächlich ähneln sich die beiden Bücher in vielerlei Hinsicht, so dass eine direkte Gegenüberstellung nicht unangebracht wäre. Auf den ersten Blick fällt gleich auf, dass das Buch von Comins mit der halben Seitenzahl und wesentlich transportfreundlicherem Packmaß und Gewicht daherkommt.

Der didaktische Aufbau des Buches folgt dagegen einem sehr ähnlichen Konzept. Jedes Kapitel ist nach demselben Muster klar strukturiert. Unter der Überschrift "Was meinen Sie?" werden zunächst einleitende Fragen gestellt, die sowohl im Verlauf des Kapitels beantwortet werden (die entsprechenden Passagen sind markiert), als auch am Ende unter "Was haben Sie gedacht?" noch einmal zusammengefasst werden. Es folgen eine kurze Einleitung und mit "In diesem Kapitel geht es um" anschließend Stichpunkte, die die Themenschwerpunkte des jeweiligen Kapitels abstecken.

Beim Lesen ist es zunächst etwas gewöhnungsbedürftig, dass die Überschriften der Unterkapitel immer als ganze Sätze ausformuliert sind, die noch einmal das Wesentliche in einem Punkt zusammenfassen sollen – beispielsweise "3.21 Ein Atom besteht aus einem kleinen, sehr dichten Kern und einer Elektronenhülle". Abweichend davon heißt das letzte Unterkapitel stets "An den Grenzen unseres Wissens" und beleuchtet offene Fragen und aktuelle Forschungsgebiete. Im Anschluss daran werden die wichtigsten Schlüsselbegriffe in Stichpunkten und gruppiert nach den Themen des Kapitels nochmal erläutert, dieser Abschnitt eignet sich besonders gut zum Wiederholen und Verinnerlichen. Jedes Kapitel schließt mit einer Liste von Verständnisfragen.

Im Text sind Fach- und Kernbegriffe zusätzlich durch Fett- oder seltener Kursivschrift immer dort hervorgehoben. Das Stichwortverzeichnis nutzt dieses Schema und verweist durch Fettdruck nochmal verstärkt auf diejenigen Seitenzahlen, wo sich in unmittelbarer Nähe des Begriffes im Text eine Erläuterung befindet. Die fett gedruckten Begriffe finden sich zudem im Glossar am Ende des Buches wieder. Etwas seltsam mutet in diesem Zusammenhang allerdings die (bis auf das Glossar) durchgehende Verwendung von "Dunkelmaterie" und "Dunkelenergie" anstelle der geläufigen Begriffe Dunkle Materie und Dunkle Energie durch die Übersetzer an.

Meist am Ende eines Unterkapitels oder eines Abschnitts finden sich Wiederholungsfragen, deren Antworten als Lösungen teilweise am Ende des Buches gegeben werden. Immer mal wieder ergänzen zudem Kästen mit "Einblicken in die Wissenschaft" den Text, die speziellere Aspekte näher beleuchten. Verstreut finden sich außerdem einzelne Artikel aus Scientific American, also einer Zeitschrift, die Spektrum der Wissenschaft entspricht, und die neuere Forschungsergebnisse thematisieren.

Das Buch ist reich bebildert und mit zahlreichen ansprechend gestalteten Grafiken und Diagrammen ausgestattet. Oft sind erläuternde Grafiken und Bilder miteinander kombiniert. Fotos sind – wie beim Bennett – mit einer Skala versehen, die deutlich macht, ob die Aufnahme im sichtbaren Licht gewonnen wurde oder aus dem Radio-, Infrarot, UV-, Röntgen- oder Gammabereich stammt.

Ziemlich lieblos gestaltet – wie mit pixeliger DOS-Grafik erstellt – wirken jedoch die kleinen Sternkartenausschnitte, die zu den Bildern von vielen astronomischen Objekten als Aufsuchkarte beigefügt wurden. Da die Sternbilder darin auf deutsch beschriftet sind, ist es die Frage ob sie für die deutsche Ausgabe neu gemacht oder in dieser Form bereits aus dem Original entnommen wurden. Ein Problem haben sie in jedem Fall: Da das erste Kapitel leider keine Übersichtskarte enthält, weiß der unerfahrene Leser gar nicht, wo er nach den gezeigten Sternbildern am Himmel suchen soll.

Dem Leser dürfte auffallen, dass das Bildmaterial fast ausschließlich aus den Archiven der NASA oder von amerikanischen Observatorien stammt. Leider kommt es in US-amerikanischen Büchern immer wieder vor, dass die Beiträge anderer Länder zur Forschung in dieser Form unterrepräsentiert dargestellt werden. Da im Text allerdings kaum Wissenschaftler beim Namen genannt werden, fällt es in diesem Falle nicht ganz so schlimm auf.

Inhaltlich folgt Comins mit seinem Buch dem altbewährten, klassischen Aufbau. In 13 Kapiteln deckt er alle Bereiche der Astronomie ab, angefangen mit der Orientierung am Sternhimmel und den Prinzipien der Himmelsmechanik. Das zweite Kapitel reißt neben der historischen Entwicklung des Weltbilds noch ganz unterschiedliche Themenbereiche wie die Elementsynthese, die Entstehung des Sonnensystems und Exoplaneten an – und wirkt damit durchaus als Appetithappen. Kapitel 3 behandelt physikalische Grundlagen wie die Natur des Lichts, elektromagnetische Strahlung, Optik und Atomphysik, und schließlich die Spektroskopie als zentrale Technik der Astrophysik. Anschließend lernt der Leser über mehrere Kapitel hinweg unser Sonnensystem kennen, begonnen mit der Erde (mit Schwerpunkt auf atmosphärischen und geologischen Aspekten) und dem Erde-Mond-System. Das längste Kapitel des Buches stellt die Planeten einzeln vor. Aber auch die Kleinkörper in unserem Sonnensystem – Zwergplaneten, Asteroiden, Kometen und Meteoroide – kommen nicht zu kurz. Von unserem Zentralgestirn, der Sonne, in Kapitel 7 geht es dann über zu den messbaren Eigenschaften von Sternen wie Parallaxe, Helligkeit und Spektraltyp. Im achten Kapitel werden das Hertzsprung-Russell-Diagramm, die Leuchtkraftklassen und Doppelsterne thematisiert.

Kapitel 9 widmet sich der Entstehung und Entwicklung von Sternen und behandelt auch Veränderliche. Im Folgenden geht es um die Endstadien der Sternentwicklung – Weiße Zwerge, Neutronensterne und Schwarze Löcher. An dieser Stelle darf auch ein kleiner Exkurs in die Relativitätstheorie nicht fehlen. Kapitel 11 deckt vom Aufbau der Milchstraße über Galaxienklassifikation, Galaxienhaufen sowie AGN und Quasare alle Aspekte des Themenfelds Galaxien ab. Das 12. Kapitel beschäftigt sich mit kosmologischen Themen wie dem Urknall, der Expansion des Universums und der Entwicklung des Kosmos. Das letzte Kapitel widmet sich der Frage nach Leben im Universum. Als Ergänzung dienen Anhänge, die dem mathematisch-naturwissenschaftlich völlig unbedarften Leser Grundlagen wie den Gebrauch von Zehnerpotenzen und grafischen Darstellungen erläutern oder speziellere Themen wie Kernfusion und Radiometrische Datierung behandeln.

Zur englischen Ausgabe des Buches "Discovering the Essential Universe" gibt es auf der Webseite des Verlags eine eLearning-Plattform. Allerdings ist der im Buch angegebene Link mittlerweile ungültig. Wer die URL in seinen Browser eingibt, wird auf die Hauptseite des Verlages weitergeleitet. Wenn man sich von dort aus durchklicken will, erwartet einen allerdings eine Falle, denn im Bereich "Astronomy & Physics" fällt der Blick sofort auf "Discovering the Universe: From the Stars to the Planets", bei dem Comins ebenfalls einer der beiden Autoren ist. Es handelt sich allerdings um ein anderes Buch, und man würde daher auf der falschen Seite landen. Erst die Eingabe des Namens des Autors oder des vollständigen englischen Buchtitels in die Suchmaske führt zur korrekten Seite (http://courses.bfwpub.com/deu4e_osc.php). Was im Buch vollmundig als kostenfreier Zugang angekündigt wird, muss man zudem mit einem studentischen Testaccount erkunden. Die aufwändig gestalteten Tutorien, Quizfragen und das zusätzliche Video- und Animationsmaterial (natürlich auf englisch) sind die lange Suche allerdings durchaus wert, den kostenpflichtigen Prüfungsteil wird man normalerweise nicht benötigen.

Auch die deutsche Ausgabe des Buches hat eine Webseite (http://www.comins-astronomie.de), die im Vorwort zwar erwähnt, aber seltsamerweise im Buch nirgends explizit genannt wird. Der Inhalt ist zudem eher dürftig: Der deutsche Verlag hat sich mit der kommerziellen Planetariumssoftware Redshift zusammengetan und zu den einleitenden Kapiteln des Buches ein halbes Dutzend Skripte für das Programm erstellt, die man zusammen mit einer Testversion von dieser Seite herunterladen kann.

Wie beim Bennett hat man es bei dem Buch von Comins mit einem anschaulichen Lehrbuch im amerikanischen Textbook-Stil zu tun, das keinerlei Vorkenntnisse erfordert. Die wenigen Formeln, die das Buch enthält, wurden erst in der deutschen Ausgabe hinzugefügt, da sie hierzulande gängiger Schulstoff sind. Die eigentliche Zielgruppe des Buchs – amerikanische College-Studenten aller Fächer, die einen Einführungskurs in die Astronomie besuchen – gibt es so in Deutschland nicht. Deutschen Physikstudenten, die Astronomie als Nebenfach belegen, wird dieses Buch wegen der fehlenden mathematisch-physikalischen Tiefe allein nicht ausreichen, zum Verständnis des Prüfungsstoffes kann es allerdings durchaus eine wertvolle Hilfe sein. Das Buch eignet sich außerdem hervorragend zum Selbststudium für alle Astronomieinteressierten, die auch ohne ein Studium einen Einblick in die moderne Astrophysik erhalten möchten. Auch als Begleitbuch für einen Astronomiekurs oder eine Astronomie-AG in der Schule ist es durchaus zu empfehlen.

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