Rätselhafter Stern

Rätselhafter Stern

Michal Švanda erforscht an der Prager Karls-Universität die Sonne. Verstanden hat er sie noch lange nicht

3. 11. 2016 - Text: Franziska Neudert, Fotos: Stáňa Kyselová, NASA

Michal Švanda spricht mit heiserer Stimme. Er hat gerade vier Stunden Plasmaphysik unterrichtet. Die Leidenschaft des Astronomen und Astrophysikers gilt der Sonne. An der Prager Karls-Universität versucht Švanda herauszufinden, was sich in ihrem Inneren abspielt. Für seine Arbeit erhielt der 36-Jährige vor kurzem den Preis der Akademie der Wissenschaften. Wie die Jury begründete, sei es vor allem sein Verdienst, dass er Forschungsergebnisse allgemein verständlich erkläre. Švanda spricht fließend Deutsch. Drei Jahre lang arbeitete er am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Niedersachsen. Im Gespräch mit PZ-Redakteurin Franziska Neudert erklärt er, warum seine Wissenschaft wichtig ist, weshalb manche Gleichungen unlösbar sind, und wieso er die Suche nach der Weltformel für aussichtslos hält.

Wie sind Sie zur Astronomie gekommen?
Als ich klein war, habe ich oft in die Sterne geguckt und eigene Sternkarten gezeichnet. Mondfinsternisse haben mich sehr beeindruckt. Später habe ich mit meinen Eltern das Planetarium in Prag besucht und eine richtige Sternkarte bekommen. Als ich 15 war, durfte ich in den Sommer­ferien an einer Astronomieschule im Riesengebirge teilnehmen. Das war ein Camp, in dem wir viel mit dem Fernrohr beobachtet haben. Ab da wusste ich, dass ich Physik studieren wollte.

Ist es schwierig als Astronom, eine Stelle zu finden?
Hier in Tschechien ist es einfacher, einen Job zu bekommen, als zum Beispiel in Deutschland oder den Vereinigten Staaten. Denn es gibt nicht so viele Anwärter auf einen Platz. Hier werden junge Leute von der Akademie der Wissenschaften regelrecht angeworben.

Wie sieht Ihre tägliche Arbeit aus? Sitzen Sie hauptsächlich am Schreibtisch oder schauen Sie in den Himmel?
Heute beobachte ich die Sterne – in meinem Fall die Sonne – kaum noch. Das habe ich getan, als ich jünger war. Die wissenschaft­liche Arbeit spielt sich überwiegend am Rechner ab. Ich verarbeite Daten und erstelle Simulationen, also Modelle von dem, was im Weltraum passiert. Das heißt bei mir, was in der Sonne vor sich geht. Dazu brauche ich viele Daten und Gleichungen, mit denen ich rechne. Das ist wie ein normaler Bürojob – morgens schalte ich den PC an und abends wieder aus.

Ist das nicht langweilig?
Nein. Auf keinen Fall, das kann es gar nicht sein.

Worin genau besteht Ihr Forschungsschwerpunkt?
Ich interessiere mich für die Sonnen­aktivität. Das Magnetfeld der Sonne verändert sich in Abständen von Sekunden bis zu Tagen und Wochen. Dadurch kommt es zu Protuberanzen, Eruptionen und Sonnenflecken. Diese Phänomene will ich verstehen. Außerdem untersuche ich das, was unter der Sonnenoberfläche passiert. Das geht nicht direkt, dazu benötigen wir die Methoden der Helioseismologie. Das heißt, wir beobachten mittels Sonden die Wellen an der Sonnenoberfläche. Das Material analysieren wir dann und können Rückschlüsse auf das Innere ziehen.

Haben Sie eine Theorie, warum sich das Magnetfeld der Sonne verändert?
Jein. Es gibt viele Theorien, die das zu erklären versuchen. Aber sie sind bisher nicht erfolgreich. Die Sterne sind sehr kompliziert und unsere Sonne ist nur einer von ihnen. Das Plasma, also die Materie, aus der Sterne bestehen, bewegt sich durch die Magnet­felder sehr merkwürdig. Was da passiert und warum, können wir nicht genau erklären. Zwar haben wir Gleichungen, mit denen wir das beschreiben können, aber das reicht nicht. Wir brauchen auch Computer, mit denen wie unsere Beobachtungen auswerten können. Leider sind unsere heutigen Prozessoren nicht schnell genug, diese Masse an Daten zu bewältigen. Das ist technisch nicht möglich, noch nicht.

Inwiefern ist Ihre Forschung relevant für den Alltag?
Was ich mache, ist nur ein Stück vom ganzen Bild, das wir von der Sonne haben. Die Sonnen­aktivität verursacht Phänomene, die Einfluss auf die Erde haben. Unsere Erde verfügt ebenfalls über ein Magnetfeld, das wie ein Schutzschirm wirkt. Trotzdem kann der Sonnenwind es verformen. Dadurch entsteht eine elektrische Spannung. Sie kann Trafos beschädigen und Stromnetze zum Zusammensturz bringen. Deshalb wollen wir die Sonne verstehen, um ihre Aktivität präzise voraus­sagen zu können.

Werden Sie die Sonne zu Ihren Lebzeiten noch durchschauen?
Das wäre schön. Wir haben in den vergangenen zehn Jahren einen großen Schritt gemacht. Vielleicht werden wir in 50 Jahren derart präzise Voraussagen machen, dass wir sagen können, wann die Sonnen­aktivität am stärksten ist und das Stromnetz beschädigen kann. Ein einzelner Wissenschaftler kann nicht viel erreichen – er versteht nur ein kleines Stück vom großen Puzzle. Deshalb brauchen wir viele Forscher, die daran arbeiten.

Wo steht die tschechische Astrophysik im Vergleich zur weltweiten Forschung?
Die Möglichkeiten in Tschechien sind begrenzt, wir haben nicht so viel Geld. Die tschechische Wissenschaft im Allgemeinen steht nicht an der Spitze, sie ist aber auch nicht schlecht. Sehr gut sind wir beispielsweise in der Eruptionsphysik unter Petr Heinzel. Wir haben gute Kontakte zu den Vereinigten Staaten und nach Europa, das ist sehr wichtig. Wissenschaftler müssen sich vernetzen, sonst erreichen sie nichts.

Das Magnetfeld der Sonne verursacht mächtige Eruptionen.

Normalerweise befinden sich große Teleskope auf hohe Bergen, fern von den Städten. Ist es überhaupt sinnvoll, hierzulande an den Sternen zu forschen?
Das kommt darauf an, was man beobachten will. Um beispielsweise interstellare Nebel zu untersuchen, reicht das Observa­torium in Ondřejov bei Prag nicht. Wenn man sich aber mit der Spektroskopie beschäftigen will, dann spielen Turbulenzen in der Atmosphäre keine Rolle. Das ist in Ondřejov gut möglich.

Gibt es nicht dringendere Pro­bleme, für deren Lösung Geld investiert werden sollte, als zum Beispiel für die Erforschung der Sterne?
Auf diese Frage gibt es keine gute Antwort. Ist Astrophysik ein Luxus? Ich weiß es nicht. Die Menschen sind neugierig, ihr Wissensdrang unterscheidet sie von den Tieren. Wenn wir das vergessen, dann sind wir tot. Wir müssen uns als Menschen, als Zivilisation entwickeln. Dazu gehört auch Forschung.

Sie haben über 100 Publikationen veröffentlicht. Darunter auch populärwissenschaftliche. Warum?
Das ist einfach, es geht wieder um Geld. Das Geld, das wir Wissenschaftler verwenden, stammt von den Steuerzahlern. Sie sind unsere Kunden und haben ein Recht zu erfahren, was wir machen. Das ist zugleich ein Pro­blem, denn was wir im Beruf tun, ist nicht wirklich verständlich für Laien. Sogar für mich ist es schwierig, das zu verstehen. Aber es ist meine Verantwortung, es zu erklären. Damit auch die Steuer­zahler verstehen und wissen, ihre Kronen waren gut investiert.

Wird man als Forscher von seinen Kollegen belächelt, wenn man die Dinge populärwissenschaftlich erklärt?
Das habe ich nicht erlebt. Leute, die wirklich verstehen, was sie tun, können es auch sehr gut mit einfachen Worten erklären. Ich sehe da keine Diskrepanz.

Spüren Sie Druck, besonders viel schreiben zu müssen?
Ja, wir müssen bei der Akademie der Wissenschaften alle fünf Jahre erklären, was wir in dieser Zeit gemacht haben. Eine Kommission bewertet das dann. Das tut sie anhand von Schriften, die wir veröffentlichen. Entscheidend ist die Zahl der Publikationen und wie oft man in anderen Arbeiten zitiert wird. Es gibt zwar keine Quoten, aber durchschnittlich sollte man ein, zwei Publikationen im Jahr verfassen. Wenn man das nicht tut, dann besteht die Gefahr, herabgestuft zu werden.

Astrophysik ist viel Rechnerei. Verstehen Sie jede Gleichung, die Sie lösen?
Das sollte ich. Aber es passiert, dass ich eine Gleichung sehe und sie überhaupt nicht verstehe. Solche Dinge muss ich akzeptieren und mir sagen: Das Problem haben sehr schlaue Leute gelöst und damit kann ich nun weiter arbeiten. Rechnungen aus meinem Bereich sind für mich nicht so abstrakt, Quantentheorie oder Relativitätstheorie bereiten mir mehr Probleme. Dafür gibt es andere Experten, die meine Gleichungen weniger verstehen.

Würden Sie sich als Fachidioten bezeichnen?
Ja. Wissenschaftler sind meist in einem sehr engen Bereich gut und wissen nicht, wie es in einem anderen aussieht.

Wie bringt man alles wieder zusammen?
Dafür braucht man Menschen wie Newton und Einstein, die alle Puzzleteile zu einem großen Bild vereinen. Meiner Meinung nach gibt es niemanden, der die ganze Astrophysik versteht.

Ist das nicht frustrierend?
Nein. Das Steuersystem verstehe ich auch nicht. Trotzdem mache ich jedes Jahr meine Steuer­erklärung. Ich verstehe nur meinen Teil, weiß, was ich eintragen muss und habe am Ende eine Summe, die ich zahlen muss. Sollte ich frustriert sein, dass ich nicht das ganze System verstehe? Meiner Meinung nach nicht. Ich verstehe, was ich brauche. Genauso ist das in der Wissenschaft. Es ist gut, andere Teile zu verstehen, aber nicht notwendig.

Was halten Sie von der Suche nach der Weltformel?
(lacht) Die Theorie haben wir noch nicht, aber die Antwort schon. Sie lautet 42. (Im Roman „Per Anhalter durch die Galaxis“ errechnet ein Computer auf die Frage „nach dem Leben und dem Universum und dem ganzen Rest“ die Antwort „Zweiundvierzig“, Anm. d. Red.). Ich weiß, dass es Menschen gibt, die danach suchen. Ich habe dazu wenig zu sagen.

Ist die Suche aussichtslos?
Ich würde sagen ja. Das ist zu kompliziert. 400 Jahre lang waren die Newtonschen Gesetze ausreichend, bis die ersten Wissenschaftler entdeckten, es gibt Lücken. Dann kam Einstein mit der Relativitätstheorie, die mehr Probleme lösen kann. Auch sie reicht nicht aus, um alles zu erklären, ist allerdings wesentlich komplizierter. Die nächste Theorie wird noch komplizierter sein. Nicht sehr viele Menschen werden sie verstehen.

Wird es gelingen, Quanten- und Relativitätstheorie zusammenzubringen?
Bisher hat es noch nicht geklappt. Aber wir Wissenschaftler glauben, dass eine Theorie existiert, die beide umfasst. Denn wir haben ja nur eine Natur und nicht zwei. Die Relativitäts­theorie beschreibt sie im Großen, die Quantentheorie im Kleinen.

Warum muss man beide Theorien zusammenführen?
Es gibt Objekte, bei denen beide Theorien zusammenspielen. Schwarze Löcher zum Beispiel. Sie sind extrem massiv, viele Millionen Sonnenmassen schwer. Aber sie sind wahrscheinlich auch sehr klein. Daher müssen Relativitäts- und Quanten­theorie zugleich auf sie anwendbar sein. Aber noch spielen sie nicht zusammen.

Was halten Sie von Science-­Fiction-Filmen?
Ich bin Star-Trek-Fan. Ich mag vor allem die alten Serien wie „Next Generation“. Ich weiß, dass sie nicht wiedergeben, wie der Weltraum aussieht. Aber sie können Menschen für die Astronomie begeistern und sie motivieren, sie zu studieren.

Würden Sie in ein Raumschiff steigen und in den Weltraum fliegen, wenn Sie die Möglichkeit hätten?
Ja, zur internationalen Raumstation würde ich fliegen. Das wäre ein Traum. Aber es geht nicht, da ich körperlich nicht fit genug bin. Aber ein One-Way-Ticket in den Weltraum? Nein.



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