et sic in infinitum

Es ist erst einige Wochen her, als ich mich auf eine kleine Odyssee durch Halle gemacht habe. Anlass war die Suche nach einem Buch, das ich in der Uni-Bibliothek einsehen wollte. Es wurde für mich sehr zuvorkommend an einen leicht zu erreichenden Standort gebracht, wovon ich allerdings nichts mitbekommen hatte. Also folgte ich den Hinweisen, der etwas verdutzten Mitarbeiter_innen und entdeckte dabei ganz nebenbei sehr schöne Bibliotheksräume der Stadt, die ich zuvor nie betreten hatte. Als ich endlich am richtigen Ort war, blieben mir noch etwa 20 Minuten, um das Buch im Lesesaal anzusehen.
Also durchsuchte ich zielstrebig das Faksimile des 1617 erschienenen „Tractatus theologico-philosophicus“ von Robert Fludd nach dem Teil, in dem er seine Vorstellung von der Entstehung der Welt darlegte. Für den Zeitgenossen Keplers war die Sache scheinbar klar umrissen – er begründete seine Wissenschaft streng anhand religiöser Schriften: Sogar Bilder hatte er sich davon machen können und seinen Ausführungen als visuelle Untermauerung hinzugefügt. Vom lateinischen Text habe ich zugegebenermaßen nichts verstanden. Der eigentliche Grund meiner Suche war die Visualisierung der Serie zur Entstehung der Welt, mit der Fludd den Weltraum vor der Schöpfung illustrierte.
Das Bild zeigt ein mit scharf gezogenen Linien sauber begrenztes Quadrat, das, zumindest in der Reproduktion abgedruckt, schätzungsweise 10 cm Kantenlänge hat. Seine Fläche ist mit einer feinen Kreuzschraffur ausgefüllt, die sich aus freihandgezogenen schwarzen, horizontalen und vertikalen Linien zusammensetzt. Ihr Nebeneinander ist so dicht, dass sie sich beinahe zu einer vollständig schwarzen Fläche vereinigen. Nur vereinzelt schimmert das gelbliche Papier durch. Mit leichtem Blinzeln betrachtet, bilden die Unregelmäßigkeiten der unsteten Linien eine dunkelgraue bis schwarze Wölkung.
An jeder der vier Seiten des Quadrats notierte Fludd ein „Et sic in infinitum“. „Und so weiter bis ins Unendliche“ soll sich die Betrachter_in das Bild also denken. Diese Randnotizen sind so angeordnet, dass das Buch immer 90 Grad rotiert werden muss, damit die Schrift in Leserichtung gedreht ist. Je nach Vorliebe kann sicher auch um das Buch herumgewandert werden, um die Drehung der Buchstaben auszugleichen.
Nun ist eine Buchseite in ihrer Darstellung meistens auf 2 Dimensionen beschränkt, aber bestimmt hätte Fludd, wäre das möglich gewesen, sein Quadrat auch in die Z-Ebene zu einem Würfel mit durchschraffiertem Volumen erweitert und an dessen oberer und unterer Fläche seiner Logik folgend ein „Und so weiter“ notiert.
Fludd setzt an den großen Anfang das Konzept einer sich ins Unendliche erstreckenden Dunkelheit, die ausgefüllt ist von räumlichem Chaos, mit so verworrener Struktur, dass es in alle Richtungen gleichförmig erscheint – Ein Flirren verdichtet sich zu einer endlosen Selbstähnlichkeit. Unbegrenzter verrauschter Raum, ein Würfel ohne Kanten.

Manchmal vergehen 20 Minuten sehr schnell. Doch bevor das Buch wieder seinen Rückweg zum vorgesehenen Platz im Regal antrat, habe ich an einem der zahlreichen Kopiergeräte, die im Untergeschoss der Bibliothek verteilt waren, noch schnell eine Repro für die Wand meines Zimmers gemacht. Nachdem ich das Buch auf dem Kopierer platziert hatte, lag das Quadrat flach auf der Glasscheibe. Starttaste… begleitet von den typischen mechanischen Geräuschen wanderte ein heller Lichtstrahl unter dem Buch hindurch und brach seitlich zwischen Deckel und Dokumentenauflage heraus. Dabei nahm die lichtempfindliche Trommel im Inneren des Geräts die Informationen der Grauwerte des Papiers auf und übertrug sie auf ein bis dahin blankes A4. Tonerduft stieg nach dem Einbrennen der Pigmente in die Papieroberfläche auf und eine, für meinen Geschmack etwas zu kontrastreiche Kopie, fiel ins seitliche Fach. Ich nahm das leicht wellige, noch warme Elektrofoto, steckte es in meine Mappe und nahm es als Erinnerungsstütze mit, während das Faksimile seine Rückreise aufnahm.

Das erste Licht

Es ist sicherlich nicht besonders einfallsreich in einem Vortrag an einem Ort, der Raumflugplanetarium getauft wurde, die wohl bekannteste filmische Weltraumodyssee heranzuzitieren – Aber immer wenn ich die Kopie von Fludds Quadrat am Krissel der Raufaser sehe, muss ich auch an Kubricks „2001 – Odyssee im Weltraum“ denken. Genauer gesagt an das erste Mal, als ich den Film im Kino sah:
Warum auch immer zog sich der Augenblick sehr lange hinaus, in dem die Leinwand nach dem Verlöschen des Lichts im Kinosaal unberührt vom Projektorlicht blieb und sich als breites schwarzes Rechteck weigerte, dem Publikum die erwartete Unterhaltung zu liefern. In die anfängliche, erwartungsvolle Stille mischte sich langsam ein Flüstern, Murmeln, Kichern und Hüsteln. Dann ungeduldiges Nörgeln, lautere Gespräche und vereinzeltes Lachen, dazu unentwegtes Geraschel – Ein rauschendes Orchester der Stille, an dem ein John Cage bestimmt große Freude gehabt hätte.
Es wurde abgelöst als die Lautsprecher die Luft des weiterhin finsteren Kinosaals in Schwingungen versetzten und langsam anschwellend die ersten Klänge von „Atmosphères“ von György Ligeti zu hören waren. Ich habe sie mir nach diesem Abend immer wieder angehört: Gezogene Töne. Notencluster. Mikrotonalitäten – ein Ineinanderfließen der Instrumente des Orchesters in akustischen Turbulenzen zu einem massiven Soundstrom. An- und abschwellende Töne steigen teilweise bis zum Rand des Hörbaren hinauf- oder hinab. Die Frequenzen liegen dabei so dicht beieinander, dass die Töne zu schweben beginnen – die Schallwellen verstärken und schwächen einander durch konstruktive und destruktive Interferenz und werden wabernd lauter und leiser. Dazwischen immer wieder abrupte Brüche durch Tonwechsel oder vollkommene Stille, wodurch die gesamte Oberflächenspannung kurz zusammenbricht.
Für besonders fein nuancierte Klänge, Earcandies gewissermaßen, fahren Musiker_innen mit Bürsten über die Saiten offener Flügel. Hin und wieder pressen Blechbläser_innen Luft durch die Schallkörper ohne sie in Resonanz zu bringen, sodass ein windartiges Geräusch entsteht (scharfe Reflexionen, die durch die Oberfläche hindurchglitzern).

„Das ist eine Musik die den Eindruck erweckt, als ob sie kontinuierlich dahinströmen würde, als ob sie keinen Anfang hätte, auch kein Ende; was wir hören, ist eigentlich ein Ausschnitt von etwas, das schon immer angefangen hat und noch immer weiterklingen wird“, kommentierte Ligeti selbst einmal sein Stück.

So begann die Erzählung der Weltraum-Odyssee an dem Abend noch bevor sie anfing, bevor das erste Licht aus dem Projektor auf die Leinwand traf und die vielzitierte Erzählung sichtbar wurde.

1 Prozent vom toten Kanal

Als das Universum erst zarte 380.000 Jahre alt war, sank seine Temperatur allmählich. Die freien, verschieden geladenen Materieteilchen konnten sich zu stabilen Atomen verbinden. Diese Neuordnung ermöglichte es den Lichtteilchen, die vorher mit der Materie in Wechselwirkung standen, sich frei zu bewegen: Das erste Licht entstand und das bis dahin dunkeltrübe Universum wurde transparent. Da zu diesem Zeitpunkt alle Bestandteile des Universums sehr gleichmäßig im Raum verbreitet waren, war auch die Strahlung überall beinahe gleich intensiv – isotrop um ein Fremdwort zu bemühen. Bis in die Gegenwart sind Reminiszenzen dieses Lichts als sogenannte kosmische Hintergrundstrahlung messbar. Visualisierungen des Phänomens sind gewissermaßen Porträtfotos des jungen Universums.
Entdeckt wurde das Echo des ersten Lichts von zwei Angestellten der Bell Laboratories. Ihre Namen waren Arno Allan Penzias und Robert Woodrow Wilson. Den beiden späteren Nobelpreisträgern kam zunächst der Zufall zur Hilfe: Sie waren 1964 im Auftrag der Telekommunikationsfirma unterwegs, und sollten mit einem Radioteleskop Messungen durchführen, die zur Verbesserung der Übermittlung von Mikrowellenstrahlung mithilfe erdnaher Satelliten beitragen sollten. Als sie mit ihrer Arbeit begannen, empfingen sie ein Rauschen. Rauschsignale sind bei physikalischen Messungen nicht ungewöhnlich aber meistens eine unerwünschte Störgröße. Es sind zufällige Zahlenwerte, die vom Eigentlichen ablenken und, bleiben sie unberücksichtigt, die Resultate und damit auch die Schlüsse, die aus ihnen gezogen werden, verfälschen können. Um auszuschließen, dass das Rauschen aus Mängeln des Messinstruments selbst stammt, kontrollierten und reinigten sie es. Doch auch nachdem eine ordentliche Menge Taubenkack vom großen Empfangstrichter der Antenne beseitigt wurde, kam unverändert das gleiche Signal rein. Bemerkenswert war vor allem, dass auch unterschiedliche Ausrichtungen des Instruments nichts daran änderten. Das Rauschen war in allen Richtungen gleichstark und sehr gleichmäßig verteilt. Penzias und Wilson schlossen daraus, dass es von sehr, sehr weit her stammen müsse und erkannten, dass es sich bei diesem Rauschen um kein gewöhnliches Störsignal handeln musste.
Später wurde klar, dass sie damals das Echo des ersten Lichts empfangen hatten.

„Der Himmel über dem Hafen hatte die Farbe eines Fernsehers, der auf einen toten Kanal geschaltet war.“ Ich habe diesen ikonischen ersten Satz des Cyberpunk-Klassikers „Neuromancer“ von William Gibson nie ganz verstanden, weswegen ich bis heute nicht sicher bin, ob das Bild, das sich in meinem Kopf eingebrannt hat, irgendwie mit dem Sinn der Worte im Einklang steht: Ziemlich wortgetreu habe ich mir einfach einen gigantischen, gekrümmten Bildschirm über einer dunklen Silhouette architektonischer Bauelemente vorgestellt, auf dem das krisselige schwarz-weiße Bildrauschen zu sehen ist, das Fernseher in meiner Kindheit noch von sich gaben, wenn sie kein Eingangssignal bekamen.
In vielen der älteren populärwissenschaftlichen Fernsehbeiträge zum Thema kosmisches Hintergrundrauschen wird behauptet, dass 1 Prozent des Rauschens von Röhrenfernsehern eine Visualisierung desselben Rauschens ist, das Wilson und Penzias mit ihrem Radioteleskop empfangen haben.
Der Gedanke, dass das Bild aus den Kindheitstagen des Universums wenn auch nur zu einem winzigen Prozentsatz am Himmel der dystopischen Stadt sichtbar wird, verleiht dem eigentlich durchweg beunruhigenden Bild, das Gibsons Roman in meinem Kopf hinterlassen hat, auch einen einigermaßen versöhnlichen Aspekt.

M 1:400

Es macht besonders Freude, Objekte in einem einfachen Raum mit ordentlichen weißen Wänden und unaufgeregtem, z.B. lichtgrauen Boden zu sehen. Alle Dinge, die in so einem aufgeräumten sprichwörtlichen White Cube platziert werden, wirken automatisch irgendwie freigestellt und bedeutsam. Deswegen werden in Ausstellungsräumen manchmal rigorose architektonische Eingriffe unternommen, um diesen Effekt zu erzielen.
Einen interessanten Umbau bemerkte ich einmal, als ich einen befreundeten Künstler bei einem Ausstellungsaufbau unterstützte:
Wir arbeiteten zu zweit in einem Raum, dessen Fenster mit außen angebrachten, schweren Jalousien abgedunkelt wurden, um die Sommersonne in ihrer Treibhaustätigkeit etwas einzuschränken.
Wir waren unentschieden, was die beste Komposition der vielen Einzelbilder an einer Wand sein könnte. Zur Unentschlossenheit kam, dass die Anbringung der Bilder etwas tricky war, weswegen der ebene Rigips ziemlich schnell mit einer unregelmäßigen Wolke ausgefranster Löcher verschiedenen Durchmessers verziert war.
Nur waren diese Löcher nicht dunkel, wie es zu erwarten gewesen wäre, sondern leuchteten wie kleine LEDs ins gedimmte Licht des Raums. Die Erklärung dafür fand sich beim Blick von außen auf das Gebäude. Hinter der geschlossenen Rigipsfläche befand sich eine große Fensterfront, die irgendwann überbaut wurde, um mehr Wand zur Bildpräsentation zur Verfügung zu haben. Durch die kleinen Öffnungen drang deswegen das Licht des Himmels ein und zeichnete ein Bild, das, gab man sich der Illusion hin, an einen Sternenhimmel denken ließ.
Das Lichtbild verschwand letztlich wieder hinter einer Vielzahl von Rahmen, aber noch am gleichen Abend suchte ich auf dem Desktop meines Rechners in einem Ordner mit dem Namen „CLEANEN!“ nach einer JPEG, die ich darin vermutete und schließlich auch fand:
Nach Drücken der Spacetaste leuchtete auf dem Bildschirm eine Entwurfszeichnung des Architekten Étienne-Louise Boullée für ein Denkmal für Isaac Newton aus dem Jahr 1784.
Der schlicht gestaltete Bau im klassizistischen Stil ist als Querschnitt in der Seitenansicht gezeichnet. Vor liebevoll ausgearbeitetem, leicht bewölkten Himmel erhebt sich ein halbkugelförmiges Kuppelelement, das auf einem, in mehreren Stufen breiter werdenden, zylindrischen Sockel aufsitzt. Die Höhe des Sockels ist so angelegt, dass im Inneren des Baus Platz ist, um die halbe Kugel der Kuppelschale zu einem geschlossenen Kugelraum zu vervollständigen. Am unteren Punkt dieser hohlen Kugel deutet die Zeichnung die Silhouette eines Tempels an, der zusammen mit einigen Statuen auf einem Felsen steht. Verschwindend klein ist der Bau im Vergleich zum Durchmesser des Kugelraums, in dem er steht. – etwa so, als wäre die kleinste Matrjoschka ohne vermittelnde Zwischenfiguren in der Größten platziert worden. Das Verhältnis des Tempels, sowie jenes der Bäume auf einem der Absätze des umlaufenden Sockels, zum Gesamtbau lässt vermuten, dass das Ensemble (hier rate ich ein wenig ins Blaue) insgesamt etwa 150 Meter hoch und um einiges breiter hätte werden sollen.
In die Schalung der enormen Kuppel hat Boullée Kanäle eingezeichnet, die sie durchdringen und den Innenraum mit der Außenseite verbinden. Außer diesen schlanken Öffnungen ist der Bau fensterlos und entsprechend im Inneren weitestgehend dunkel. Die Position der Lichtschächte in der Kuppel war so angedacht, dass eindringendes Tageslicht ein Bild des Sternenhimmels zeichnen würde. Der gleiche Effekt also wie im Locharrangement in der Rigipswand des etwas planlosen Ausstellungsaufbaus – nur hoch skaliert.
Ein gigantisches Planetarium als Grabmal Newtons. Irgendwie schön, dachte ich kurz, und drückte erneut die Spacetaste, um das Bild verschwinden zu lassen.

Es ist wenig verwunderlich, dass Boullées etwas größenwahnsinniges Konzept nie realisiert wurde, aber ein Gipsmodell im Maßstab 1:400 steht in Ungers Architektursammlung in Köln.

Ein Riss in der Kuppel

Lange war das Konzept des Firmaments als erdumwölbendes Befestigungswerk in Form einer Kuppel, an der die Himmelskörper angeheftet sind, wesentlicher Bestandteil des Weltbilds. Nach dieser Vorstellung ist das Himmelszelt eine Kulisse der Welt, gewissermaßen ein Bluescreen, der sie als letzte Grenze der physischen Realität umgibt. Dahinter befindet sich das eigentliche Himmelreich. Hier ist der Sitz des Überirdischen, der schöpfenden Kulissenbauer, die alles Physische gestalten und koordinieren.
In seiner 1888 veröffentlichten Publikation „L’atmosphère“  stellte Camille Flammarion den Holzschnitt „Wanderer am Weltenrand“ als Werk eines unbekannten Künstlers des 16. Jahrhunderts vor.
Die Abbildung aus Flammarions Publikation zeigt einen Wanderer, der bis zur Grenze der Welt gegangen ist, dort einen Riss in der Himmelshaut findet, durch die er hindurchschlüpft und Einsicht in den eigentlichen Gang der Weltordnung erhält. Diese ist visualisiert durch geometrische, psychedelische oder flamboyante Formen eingebettet in Wolkenartigem.
Der Autor wollte mit der Grafik belegen, wie fehlgeleitet die Weltvorstellung des Mittelalters war und wie sehr man sich vom Eindruck des erdumwölbenden Kuppelblaus hat täuschen lassen. Ironisch kommentiert, ließ Flammarion seinen eigenen Kenntnisstand zum Wesen der Atmosphäre folgen. Gefertigt wurde der Holzschnitt in einer Mischung spätmittelalterlicher Stile, allerdings nicht im Mittelalter, sondern von einem Grafiker des 19. Jahrhunderts – im Auftrag von Flammarion selbst. Das Skript vom enttäuschten Wanderer­ war selbst nur eine gut inszenierte Täuschung.
Inzwischen ist das Urheberrecht des Bilds verflogen, die Abbildung ist gemeinfrei und lässt sich auf einer Vielzahl von Merchandise-Artikeln wie Tassen und Taschen entdecken.

Diskretes Blau

Wesentlich kontrollierter reproduziert wurde die Grafik eines anderen wandernden Forschers: Sie zeigt ein Porträt des Geologen, Meteorologen und Biologen Horace-Bénédict de Saussure und wechselte als 20 Frankenschein von 1969 bis 2010 beständig die Besitzer_innen.

De Saussure war vielseitig interessiert, u.a. auch begeisterter Alpinist. 1787 nur ein Jahr nach der Erstbesteigung erklomm de Saussure in einer Expedition den Mont Blanc. Dabei trieb ihn allerdings nicht sportlicher Ehrgeiz, sondern sein Wissenwollen.
Neben der Vermessung der Höhe des Berges und geologischen Untersuchungen wollte er eine ganz besondere Problemstellung klären, die unter dem Stichwort „Himmelblau“ in der Allgemeinen Encyclopädie der Wissenschaften und Künste aus dem Jahr 1831 so umschrieben wurde:
»Und wie ungleich ist dieses Blau selbst im Zenith an demselben Orte zu verschiedenen Zeiten! Wie ungleich zu derselben Zeit an Orten, die höher oder tiefer liegen! Schon die Gemsenjager und Hirten der Alpen hatten sich vielfach darüber gewundert, wie der Himmel immer dunkler würde, je höher sie auf die Berge stiegen […].«
Die These, die es zu prüfen gilt, also: Je höher der Standpunkt, desto intensiver das Blau des Himmels. De Saussure vermutete einen Zusammenhang von der Intensität des Himmelblaus mit der Luftfeuchtigkeit – also der Dichte der Wasserpartikel in der Luft und dass dementsprechend mit einer höhenbedingten Abnahme der Feuchtigkeit eine Farbintensivierung des Himmels einhergeht.
Er stand allerdings vor einem Problem: Als moderner Wissenschaftler konnte er seiner eigenen Wahrnehmung, also seinem subjektiven Eindruck der Himmelsfarbe, nicht vertrauen. Er musste einen Weg finden, das Blau des Himmels in Relation zu etwas zu setzen, das verlässlicher/objektiver ist als seine willkürliche Farbeinschätzung, um die Himmelsfarbe an verschiedenen Orten und Höhen vergleichbar zu machen. Seine Lösung war so schlicht wie schön: Er erfand das Cyanometer.
Das Messinstrument ist im Grunde lediglich ein Ring aus fester Pappe. Auf dem Ring ist eine kreisrunde Farbskala aus einzelnen verschieden eingefärbten Flächen angeordnet.
De Saussure verwendete Preußischblau, um die Skala schrittweise vom Papierweiß bis ins dunkle Schwarz abzudecken. Seinen Blaukeil konnte de Saussure in den Himmel halten, und die Farbnuance vermerken, die am ehesten der des Himmels entsprach.
„Für die Besteigung des Mont Blanc nahm de Saussure ein frühes Modell des Cyanometers mit: Dabei handelt es sich um sechzehn gefärbte Papierstücke. Stufe eins bezeichnete den dunkelsten Farbton, Stufe sechzehn den hellsten. Auf dem Gipfel maß de Saussure ein Blau der Stufe zwei, also ein sehr dunkles Blau. Zur selben Zeit maß sein Sohn im Tal in Chamonix ein helleres Blau der Stufe fünf.“
Damit hatte de Saussure einen ersten Beleg für die These des Zusammenhangs zwischen Höhe und dem Eindruck der Bläue des Himmels.

Ich schätze, er hätte einiges dafür gegeben, die Fotografie zu Gesicht zu bekommen, die mir der Leiter des Hallenser Planetariums einmal kurz und eher im Vorbeigehen zeigte. Auf dem Bild war eine schräge Draufsicht aus großer Höhe von der Erde abgebildet. Deutlich war die Krümmung der Erdoberfläche zu sehen, die sich, von der Sonne hart ausgeleuchtet, kontrastreich vom tiefen Schwarz des Weltraums abhob. Aber die Kante der Erde war nicht scharf. Ein dünner bläulicher Film legte sich an ihren Rand und ließ seine Konturen zerfließen. Er war deutlich zu sehen: der de Saussure’schse Farbkeil – nicht diskret in einzelne Farbflächen aufgeteilt sondern im kontinuierlichen Farbübergang. Ganz fein hing er an der Oberfläche und floss vom weißblassen, ins helle, dann ins satte und dunkle Blau, um im Schwarz des Umraums zu verschwinden. Das also ist der Himmel: Eine Rauchschwade, die sich um die Erde legt, verschwindend dürr verglichen mit der Größe der Erde.

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Etwas inspiriert von der Geschichte de Saussures, und aus einer Mischung von Jux und Neugierde, was dabei herauskommen würde, habe ich vor ein paar Jahren ein kleines und zugegebenermaßen ziemlich dilettantisches Experiment durchgeführt.
Über Wochen habe ich die Farbe des Himmels über meinem Atelier dokumentiert. Dazu tapete ich eine wackelige Konstruktion aus Spiegel und Kamera mit einem Raspberry zusammen, dessen Aufgabe darin bestand, die Bilder der Kamera zu verwalten, deren Tech-Blick dank der Umlenkung durch den Spiegel auf den Himmel gerichtet war. Alle paar Sekunden analysierte ein einfaches JAVA-Skript den farbigen Input und reduzierte die Videobilder auf ihre Durchschnittsfarbe. Dann setzte es die Farbstreifen ringförmig zusammen. 24 Stunden für einen Ring. Resultat war der tägliche Output eines ziemlich durcheinander geratenen Cyanometers. Anstatt der ordentlich sortierten Farbabstufungen in Preußischblau setzten sie sich, je nach Wetterlage , aus einem bunten Wechsel aus Blaunuancen und Grauabstufungen zusammen.
Nur zum Abend hin entschied sich die Kamera für Grüntöne, was wohl ihre Antwort auf die intensiven und farbenprächtigen Sonnenuntergänge war, die in der Zeit stattfanden und denen sich die Kamera einfach verweigerte. Wahrscheinlich lag es an ihrer einfachen Bauweise und dem schlichten Sensor, der mit dem schwächer werdenden Licht Probleme hatte.
Etwa 12 Stunden des Tages befand sich der Punkt auf der Erde von dem aus das Konstrukt nach oben zielte auf der sonnenabgewandten Seite. Dementsprechend war der Output des Skripts einfach: annähernd 0 Rot, 0 Grün, 0 Blau. Es war die Zeit der Tag-und-Nacht-Gleiche und so repräsentierten 50 Prozent des Rings einfach die Dunkelheit des Himmels zwischen Sonnenunter- und Aufgang, die nicht ausreichte, um dem Fotosensor mehr als nur sanftes Rauschen zu entlocken.

300.000 km/s

Zunächst habe ich mich nicht darüber gewundert, dass mein Pseudocyanometer nachts eben schwarz ist. Selbstverständlich ist es dunkel, wenn sich der Punkt, von dem ich in den Himmel schaue, von der Sonne wegdreht. Irgendwann tippte ich dann doch mal in das DuckDuckGo-Suchfeld meines Browsers die banale Frage: „Warum ist es nachts dunkel?“ und war überrascht, dass die Antworten darauf gar nicht so einfach ausfielen:
Nach einem astronomiebegeisterten Arzt des 19. Jahrhunderts benannt, ist das Problem der nächtlichen Dunkelheit als Olbers’sches Paradoxon bekannt. Doch auch schon Kepler wusste um 1600 von deren Tragweite: Denn die naheliegende Antwort, dass das Sonnenlicht die abgewandte Seite der Erde nicht erreicht und deswegen der Himmel im Schatten liegt und deswegen eben dunkel sein muss, erfasst die Situation nicht vollumfänglich:
Denken wir uns ein Universum um die Erde herum, das unendlich groß ist. Dann müsste es darin auch unendlich viele weitere Sonnen (also Sterne) geben, die unendlich viel Licht aussenden. Das hieße, aus jeder Richtung müsste uns flächendeckend Licht erreichen, auch wenn die Sonne hinterm Horizont abtaucht. Ein Nebel aus Licht abgestrahlt vom unendlichen Neben- und Hintereinander von Sternen.
Um das etwas besser vorstellbar zu machen, wird oft das Bild eines Waldes gemalt. Er besteht aus einzelnen Bäumen. Es kann selbstverständlich an jedem einzelnen Baum vorbeigeschaut werden. Aber irgendwann trifft der Blick auf einen weiteren Stamm, der hinter dem vorderen auftaucht, hinter dem ein weiterer auftaucht, hinter dem wieder einer steht, „Et sic in infinitum“, sodass das gesamte Blickfeld mit Baumstämmen ausgefüllt wird.
Von einem solchen Sternenwald im unendlichen Raum müsste die Erde jederzeit Licht erreichen – das widerspricht nun aber dem, was wir jede Nacht sehen. Also können unsere Annahmen nicht mit der Wirklichkeit übereinstimmen:
Gut. Dann ist das Universum eben nicht unendlich und die Milchstraße ist die Grenze, schließt Kepler aus dieser Beobachtung.
Oder es ist unendlich, aber die vermeintliche Leere zwischen den Himmelskörpern ist mit feinen unsichtbaren Staubwolken gefüllt, die das Licht streuen und absorbieren, argumentiert Olbers.
Die einfache Frage nach der Dunkelheit des nächtlichen Himmels über unseren Köpfen führt also plötzlich zu Interpretationen, die unsere Vorstellung vom grundlegenden Aufbau des gesamten Weltraums betreffen.
Inzwischen sind einige Erkenntnisse hinzugekommen, die uns einen anderen Blick auf die Fragestellung werfen lassen. Zum Beispiel sind Sterne nicht unsterblich. Sie vergehen, wenn die Abläufe im Inneren ihres Körpers einen kritischen Kipppunkt überschritten haben. Die Arten der Sternentode sind mannigfaltig und kompliziert, aber wichtig für die Frage nach der nächtlichen Dunkelheit ist der bloße Fakt ihrer Endlichkeit, denn das bedeutet, dass Sterne auch nur eine endliche Menge Licht abgeben.
Dazu kommt, dass auch die Lichtgeschwindigkeit nicht unendlich ist. Selbst bei einer Ausbreitungsgeschwindigkeit von immerhin 300.000 km/s vergehen viele Jahre, bis die Photonen die Strecke vom Stern zu uns durchmessen haben. Und schließlich ist auch das Universum selbst nicht unendlich alt. Sein Licht hatte nur eine begrenzte Zeit, um den Raum zu durchqueren.
Schlussendlich ist die Zahl der Sterne, von denen uns ihr Licht überhaupt erreichen kann, viel geringer, als die Vorstellung eines unendlichen Sternenwalds zunächst vermuten lässt. Die sonnenabgewandte Seite unseres Planeten bleibt dunkel.
In Wirklichkeit ist die Erklärung sicherlich um einiges komplexer, aber um der Einfachheit halber noch einmal das Bild der Bäume aufzugreifen: Anstatt als einen Baum, der neben vielen dicht gedrängt im Wald steht, können wir uns den einzelnen Stern eher als solitäre Pflanze auf weiter Flur vorstellen – in etwa so wie den „Arbre du Ténéré“, den einsamsten Baum der Welt, der in der nigerischen Wüste stand.
Die Schirmakazie war vermutlich einmal Teil einer Oase, die langsam versiegt ist. Die Pflanze ist mit den Wurzeln bis auf 35 m Bodentiefe dem sinkenden Wasserstand gefolgt, sodass sie weiterhin überlebensfähig war, obwohl die Umgebung sonst kaum Vegetation zuließ. Inzwischen ist der Baum abgestorben. Angeblich wurde er in den 70er Jahren von einem LKW angefahren, was sich zugegebenermaßen aufgrund der räumlichen Gegebenheit etwas unwahrscheinlich anhört. An seiner Stelle steht nun ein einfaches Monument aus Rohren, das schematisiert einen Baum darstellt. An der Spitze der Stahlkrone wurde eine spiegelnde Radkappe angebracht, deren sonnenreflektierte Lichtblitze Reisenden schon von Weitem den Weg zum Monument weisen.
Die Überreste des Baums liegen in einem Mausoleum in der Hauptstadt Niamey.

Sechstausend

So wie es einfache Fragen gibt, die nur sehr kompliziert beantwortet werden können, wie die nach der nächtlichen Dunkelheit, gibt es auch Fragen, auf die es im ersten Moment aus der eigenen Erfahrung kaum eine Antwort zu geben scheint, die sich aber doch verblüffend einfach klären lassen.
Z. B.: Wie viele Sterne sind am nächtlichen Himmel von der Erde aus zu sehen? In einem kurzen Artikel auf Wikipedia steht eine Zahl: 6000 – circa. Der sehr einfache und auch –wie ich finde – sehr elegante Lösungsansatz besteht darin, die Daten zu der Lichtstärke aller vermessenen Sterne mit der durchschnittlichen Lichtempfindlichkeit des menschlichen Auges abzugleichen. Voila! Etwa 6000 bleiben nach dem Aussieben übrig.

Die meisten Menschen, denen ich davon erzählt hatte, waren irgendwie enttäuscht von der Antwort, manche leicht empört über die banale Einfachheit der Lösung, die vielleicht nicht so recht zum persönlichen Eindruck passt. Einige stritten die Glaubwürdigkeit der Angabe auch einfach ab.

Vielleicht lässt sich diese sanfte Unmut gegenüber der Antwort mit einer Anleihe aus dem Vokabular Werner Herzogs erklären: Sie bedient sich einer trockenen „Buchhalterwahrheit“ [sic]. Dem nüchternen Abgleich von Durchschnittswerten menschlichen Sehvermögens mit technischen Helligkeitsmessungen von Sternen fehlt ein ekstatisches Narrativ, was dem eigenen Empfinden angesichts der Erhabenheit des überwältigenden Lichtermeers gerecht wird. Eine kühle Gleichung: Und am Ende steht eine pauschale Rundung. „6000“. Was ist das überhaupt für eine Zahl? Wie wäre es stattdessen mit 5932? Das klingt doch eher so, als hätte jemand viel Mühe und Zeit investiert: Da entstehen in meinem Kopf Bilder. Zum Beispiel das einer Astronomin, die nächtelang in einer kargen Hütte mit kleiner Kuppel auf dem Dach gesessen hat. Systematisch genau könnte sie nachgezählt haben, wie viele Lichtpunkte zu sehen sind, vielleicht sogar mit Hilfe einer komplizierten Apparatur, die den Himmel rastert und mehrfaches Zählen oder gar ein Auslassen einzelner Sterne ausschließt. Alles nur um uns eine endgültige und verbindliche Antwort zu geben. Da kann ich relaten, ein echter Mensch betritt die Bühne und prüft für mich die Wirklichkeit.
Aber die Poesie liegt in diesem Fall auch auf der Seite der nüchternen „Buchhalterwahrheit“[sic]: Denn ist es am Ende nicht irgendwie tröstlich, dass „circa 6000“ eben nur eine vage Angabe ist, die ihre eigene modellhafte Unschärfe resultierend aus verallgemeinernden Annahmen, gar nicht verbergen will und jeden Menschen letztlich im Unklaren darüber lässt, wie viele Sterne für ihn ganz persönlich am Himmel sind?

Zettelmaschinen

Über meine persönliche Präferenz für den modellhaften Näherungswert in der Sternenzahlfrage soll aber nicht die zählende Figur in ihrer Kuppel vergessen werden, denn solche Personen gab und gibt es natürlich auch. Die Geschichte ist voll von ihnen – und einige habe ich bereits erwähnt. Ein ganz besonderes Beispiel akribischer Forscherinnen möchte ich aber nicht unerwähnt lassen:
In ihrem Buch „Das Glasuniversum“ erzählt Dava Sobel die Geschichte der Harvard Computers. Beeindruckt hat mich diese wohl nicht zuletzt, weil sie eng mit jener der Fotografie verknüpft ist, die in meiner Arbeit immer wieder eine zentrale Rolle spielt. 
In der Mitte des 19. Jahrhunderts gewann dieses noch junge Medium, dem bis heute gerne mal der Ruf anhaftet, es könne die Natur einfangen, wie sie ist, zunehmend an Bedeutung. Es fand wegen seines Potentials einer wiederholbaren, in vielerlei Hinsicht objektiven Wiedergabe der Realität auch schnell Anwendung in vielen Wissenschaftszweigen. So auch in der Astronomie. Bis zu diesem Zeitpunkt war die Analyse der Himmelskörper auf die Lichtempfindlichkeit des bloßen Auges beschränkt.
Die Arbeit mit fotoaktiven Glasplatten ermöglichte es den Astronom_innen über längere Zeiträume – also durch längere Belichtungszeiten – eine höhere Zahl Photonen des Sternenlichts einzusammeln und auf Bildern sichtbar zu machen. Mehr Details des nächtlichen Himmels wurden auf den Glasplatten festgehalten. Durch deren Sichtung wurde in kurzer Zeit eine Vielzahl noch unbekannter Himmelskörper entdeckt.
Schnell kam jedoch auch das Problem auf, dass die enorme Informationsmenge, die in den vielen Bildern lag, auch herausgelesen und ausgewertet werden musste: Das beste Bild ist nutzlos, wenn es ungesehen im Archiv verschwindet und die Zeichen der möglichen Erkenntnisse, die in ihm schlummern, unerkannt bleiben.
Für die Auswertung dieser Datenmengen wurden deswegen in astronomischen Einrichtungen mehr Computer gebraucht. Im 19. Jahrhundert bezeichnete der Begriff noch keine LED-beleuchteten, mit Wasserkühlung versehenen, elektronischen Denkmaschinen, sondern semigut bezahlte Personen, die die Ausführung oft monotoner Rechenprozeduren übernahmen. Mit dem Wort Zettelmaschine umschrieb Allan Turing später solche stumpf algorithmusdefinierten Arbeiten…
Ein ganz besonderes Team solcher Computer stellte sich der Leiter des Harvard College Observatory zusammen: Edward Pickering war der festen Überzeugung, dass auch Frauen in dieser Männerdomäne sehr gute Arbeit leisten können. Es wird heute sicherlich kaum überraschen, dass er damit recht hatte. Genauso wenig überrascht aber auch, dass die Frauen wesentlich weniger verdienten als ihre männlichen Kollegen, die einer vergleichbaren Arbeit nachgingen, was der Sache leider einen säuerlichen Beigeschmack gibt, der nur mit dem knappen Budget, das dem Institut für die umfangreiche und wichtige Arbeit zur Verfügung stand, vielleicht etwas abgemildert werden kann.

Löcher im Regenbogen

Wenn ich bisher von Sternen gesprochen habe, dann so, als wären sie alle irgendwie gleich. Das stimmt natürlich nicht. Jeder einzelne ist ein Individuum mit eigener Geschichte. Nur wie soll man sie unterscheiden, so klein wie sie am Himmel stehen und so weit entfernt wie sie sind?

Den Effekt, dass sich das Licht der Sonne in einem Prisma bricht und in seine einzelnen Bestandteile zu einem Regenbogen aufgespalten wird, kannte auch schon Newton. Später wurde aber entdeckt, dass dieser Regenbogen keineswegs ein so schön kontinuierlicher Farbverlauf ist, wie es im ersten Moment erscheint. Der Farbkeil ist durchzogen von feinen Linien. Dem Sonnenlicht fehlen Farben! Diese Fehlstellen konnten mit der chemischen Zusammensetzung der Sonne in Verbindung gebracht werden.
Für die Astronomie war die Entdeckung, der wie so oft nach dem Entdecker benannten Fraunhofer-Linien, bahnbrechend, denn untersucht man die Lichtspektren von Sternen, so lassen ihre Linien u.a. Rückschlüsse auf ihre Zusammensetzung zu. Und so ist jeder Farbkeil ein kleines, sehr detailliertes Sternenporträt.

Unter anderem daran, Parameter zur Unterscheidung dieser Porträtbilder zu finden, arbeiteten die Computer in Cambridge.
Dazu wurde für die Aufnahmen ein Prisma in den Brennpunkt des Teleskops des Observatoriums gesetzt, das die einzelnen Lichtpunkte der Sterne in ihr Spektrum zerlegt und die Fraunhoferlinien auf fotoaktiven Glasplatten festgehalten wurden.
Auf Basis ihres umfangreichen Erfahrungsschatzes erarbeitete neben anderen Annie Jump Cannon ein System von Sternenklassen, nach welchem die Himmelskörper eingeordnet und unterschieden werden können. Diese Sternenklassen heißen bis heute: O, B, A, F, G, K, M. Der damals etablierte Merksatz für die wenig einprägsame Buchstabenfolge war „Oh be a fine girl kiss me“ und zeugt davon, dass sich Zeitgeist und der daran geknüpfte Sinn für Humor im steten Wandel befindet.
Einen weiteren wichtigen Beitrag am Institut leistete Henrietta Swan Leavitt. Sie entdeckte den Zusammenhang zwischen Periode und Leuchtkraft bestimmter veränderlicher Sterne, wodurch erstmals zuverlässige kosmische Entfernungsbestimmungen möglich wurden. Damit trug sie entschieden zu unserem heutigen Verständnis von Distanzen im Universum bei.
Annie Jump Cannon stiftete später einen Preis für Frauen in der Astronomie, der bis heute verliehen wird. Neben der Prämie erhielten die ersten Preisträgerinnen Anstecknadeln in Form von Himmelskörpern, die von einer Goldschmiedin gefertigt wurden. Der nach Cannons Aussage „erste Spiralnebel der von einer Frau angefertigt wurde“ ging an den Computer Cecilia Payne-Gaposchkin. Ihre These, dass Sterne vornehmlich aus Helium und Wasserstoff bestehen, wurde zunächst verkannt, hatte sich aber später als richtig erwiesen, sodass wir uns heute die leuchtenden Himmelskörper gewissermaßen als sehr heiße Gasballons vorstellen können.

…

Mit Payne-Gaposchkins Bild des Sterns als Gasballon im Kopf möchte ich nun wieder an diesen Ort zurückkehren. Die historische Fassade des Planetariums lässt sicher keinen Zweifel offen, dass es einmal einem anderen Zweck diente – nämlich dem eines Gasometers. Und was anderes ist ein Gasometer als ein ebensolcher Gasballon?
Ist der Gedanke nicht merkwürdig schön, im Bauch eines Sterns zu sitzen und gemeinsam ein wenig über das Universum zu sprechen?

Deswegen beende ich jetzt das Mono meines Vortrags und freue mich auf den Surround-Sound der kommenden Unterhaltungen.