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Von Sternenfeuern und Atomkernen: Hans Bethe trifft Maria Goeppert-Mayer

Titanen im Gespräch 50

Kurzbiografien

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Hans Bethe (1906–2005)
Deutsch-amerikanischer Physiker, Nobelpreisträger und einer der führenden Köpfe der Kern- und Astrophysik des 20. Jahrhunderts. Er wurde in Strassburg geboren, emigrierte 1933 aus Nazi-Deutschland und arbeitete an der Cornell University. Bethe entschlüsselte 1938 den Energieerzeugungsmechanismus der Sterne durch Kernfusion, der später als Bethe-Weizsäcker-Zyklus bekannt wurde. Neben seinen Arbeiten zur Astrophysik war er auch eine Schlüsselfigur des Manhattan-Projekts und ein Befürworter der Rüstungskontrolle. „Wir dürfen die Macht der Wissenschaft nicht ohne moralische Verantwortung nutzen.“

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Maria Goeppert-Mayer (1906–1972)
Deutsch-amerikanische Physikerin und zweite Frau, die den Nobelpreis für Physik erhielt. Sie wurde in Kattowitz geboren, promovierte 1930 an der Universität Göttingen und entwickelte das Kernschalenmodell, das die Struktur von Atomkernen erklärt. Trotz der Hindernisse für Frauen in der Wissenschaft leistete sie bahnbrechende Beiträge zur Kernphysik und arbeitete ebenfalls am Manhattan-Projekt. „Wissenschaft erfordert Mut, Neugier und einen unerschütterlichen Willen zur Wahrheit.“


Hans Bethe und Maria Goeppert-Mayer verkörpern zwei sich ergänzende Perspektiven auf das Universum, die sich in der Betrachtung des Grossen und des Kleinen treffen.

Makrokosmos: Hans Bethe konzentrierte sich auf die physikalischen Prozesse, die Sterne zum Leuchten bringen und das Leben im Universum ermöglichen. Sein Werk, insbesondere die Entdeckung der Kernfusion in Sternen, beantwortete fundamentale Fragen darüber, wie Sterne Energie erzeugen und über Milliarden von Jahren strahlen können. Er betrachtete das Universum als Bühne für gewaltige Kräfte, die im Inneren der Sterne wirken und das Licht, das uns erreicht, überhaupt erst möglich machen.

Mikrokosmos: Maria Goeppert-Mayer hingegen tauchte in die Welt der winzigsten Strukturen ein: die Atomkerne. Mit ihrem Kernschalenmodell lieferte sie bahnbrechende Erklärungen für die Anordnung von Protonen und Neutronen in Atomkernen. Sie zeigte, warum bestimmte Konfigurationen besonders stabil sind, was das Verständnis von Materie und den Aufbau der Welt grundlegend veränderte.

Beide verbindet die Überzeugung, dass dieselben fundamentalen physikalischen Gesetze sowohl die kleinsten Bausteine der Materie als auch die grössten Strukturen des Kosmos regieren. Ihre Arbeiten ergänzen sich dabei auf faszinierende Weise: Bethe entschlüsselte die Mechanismen der Energieerzeugung in Sternen, während Goeppert-Mayer die Stabilität der Kerne beschrieb, die diesen Prozessen zugrunde liegt. Gemeinsam bieten ihre Erkenntnisse einen tiefgreifenden Einblick in die Mechanismen, die das Universum im Grossen wie im Kleinen zusammenhalten.


Fiktives Gespräch

Ort: Eine Sternwarte mit modernsten Teleskopen und Laboratorien, umgeben von kosmischen Wandmalereien.

Thema: „Wie kleinste Teilchen das grösste Ganze formen“

Bethe: „Frau Goeppert-Mayer, Ihr Kernschalenmodell fasziniert mich. Es zeigt, dass Stabilität auf bestimmten Zahlen beruht. Haben Sie je überlegt, dass diese Prinzipien auch in den Sternen wirken könnten?“

Goeppert-Mayer: „Durchaus, Herr Bethe. Ohne stabile Atomkerne könnten Sterne nicht bestehen. Ihr Zyklusmodell der Kernfusion gibt meiner Arbeit erst den grösseren Kontext.“

Bethe (nickt): „Genau. Die Prozesse in Sternen hängen von den Bindungsenergien ab, die Sie so elegant beschrieben haben. Doch sagen Sie: Wie sind Sie zu der Idee der magischen Zahlen gekommen?“

Goeppert-Mayer: „Es war eine Mischung aus Neugier und Geduld. Die magischen Zahlen ergaben sich aus Experimenten und der Theorie. Sie zeigen, dass selbst die chaotische Welt des Kerns einer mathematischen Logik folgt.“

Bethe (schmunzelt): „Ich verstehe das. Auch in der Fusion arbeiten Kräfte, die chaotisch erscheinen, aber letztlich perfekt synchronisiert sind. Doch haben Sie je überlegt, wie sich das alles in einem kosmischen Massstab auswirkt?“

Goeppert-Mayer: „Ihre Sterne, Herr Bethe, sind gewissermassen die Laboratorien der Natur. Sie erschaffen die Elemente, die wir untersuchen. Ich frage mich oft: Wenn wir die Kerne verstehen, wie weit könnten wir gehen, um das Universum zu erklären?“

Bethe: „Vielleicht liegt der Schlüssel im Zusammenspiel. Die Sterne formen die Materie, die Kerne bestimmen ihre Eigenschaften. Wir zwei arbeiten an denselben Fragen, nur aus unterschiedlichen Perspektiven.“

(Sie blicken gemeinsam durch das Teleskop, während der Himmel von unzähligen Sternen leuchtet.)

Goeppert-Mayer: „Vielleicht ist das Universum ein Tanz, in dem Makro- und Mikrokosmos untrennbar verbunden sind.“

Bethe: „Ein Tanz, der zeigt, wie die kleinsten Kräfte die grössten Strukturen formen.“


Reflexion

Bethe und Goeppert-Mayer stehen für die Verbindung von Mikro- und Makrokosmos. Ihr hypothetisches Gespräch verdeutlicht, wie die Gesetze der Kernphysik und Astrophysik zusammenspielen, um das Universum zu erklären. Für die moderne Wissenschaft – sei es in der Quantenphysik, der Kosmologie oder der KI – ist diese Integration essenziell: Das Verständnis der kleinsten Einheiten ermöglicht es, das grösste Ganze zu begreifen.


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Dieser Artikel entstand mit meinem Custom GPT TitanTalk , kostenlos im Shop von ChatGPT erhältlich. TitanTalk ist auf die Erstellung fiktiver Gespräche spezialisiert. Meine Serie zum Thema Weltbilder, hier im Überblick: Titanen im Gespräch – TitanTalk

Rainer Luginbühl

Journalist BR, Basel, Ehemaliges Radiogesicht mit Moderationshintergrund, nun in Pixeln gefangen. 🎙️ #Urknallfan. Love what you do and do what you love