Physik, der Ausgangspunkt
Ich hatte damals Jura studiert, weil ich der Auffassung war (und bin), dass alles In Deutschland mit Recht zu tun hat. Das setzte sich fort in meinen Studien in BWL/VWL.
Genau dieser Ansatz bewog mich vor einigen Jahren dazu mich der Physik zuzuwenden, wenn auch der Auslöser eher skurril war.
Um was geht es konkret?
Angefangen hat es damit, dass ich plötzlich die Idee bekam, die
allgemeine Relativitätstheorie
von Einstein verstehen zu wollen.
Wie kommt ein Jurist zu einer solchen Fragestellung? Nun ja, meine naturwissenschaftliche Neugier wurde bereits in der Schule geweckt.
Aber da ich damals zu faul oder dumm war die erforderliche Mathematik zu verstehen, zu lernen, blieb ich bei meinem ursprünglichen
Wunsch Jura zu studieren, auch wenn dannn die Wirtschaftsfächer ebenfalls ein hohes Mass an Mathematik erforderten.
Also eben mal die Formel rausgesucht und angefangen, sie "aufzublättern". Das war natürlich zum Scheitern verurteilt,
aber ich bin dran geblieben.
Ich habe mir entsprechende Matheunterlagen besorgt und mir die Basics, die ich noch nicht drauf hatte, versucht zu
verinnerlichen.
Das war im Wesentlichen Tensorrechnung und Tricks der linearen Algebra, die mir in meiner bisherigen Programmiererei
noch nicht untergekommen waren.
Überhaupt konnte ich von meiner langjährigen Erfahrung in der Programmierung profitieren, also kein Start bei Null,
eher 0.134 oder so ...
Dann stellte ich fest, dass mir wesentliche allgemeine Inhalte der Physik fehlten, also ran an die Vorlesungen.
Physikalische Propädeutik, Einführung in die Physik (Prof. Wagner Uni Wien hat mir sehr gefallen),
dann die Vertiefungsvorlesungen für die einzelnen Gebiete wie Mechanik, Hydro- und Thermodynamik etc..
Mit meiner Programmiererfahrung versuchte ich mein Verständnis durch Umsetzung der Mathematik und der physikalischen Inhalte
in Code zu erlangen und zu vertiefen (Fortran, Pascal,C, weniger C++). Das hatte bei BWL und VWL auch geholfen,
damals mit Schwerpunkt auf Statistik etc.
Da mein Hauptinteresse im physikalischen Bereich schon immer auf der Astronomie lag, fing ich an, mir die Simulationen
genauer anzuschauen und nachzuvollziehen, was die Herren und (sehr wenige) Damen auf diesem Gebiet geleistet hatten.
(Viele der codes sind frei zugänglich)
Von den Anfängen von Hoerner, Hernquist und Aarseth (um nur einige wenige zu nennen)
bis zu den heutigen Codes wie AREPO oder
NBODY-6
etc. lagen sehr viele Arbeiten/Papers und etliche Jahrzehnte der Soft- und Hardwareentwicklung.
Vieles davon hatte ich in anderen Zusammenhängen miterlebt, aber meine mir zur Verfügung stehenden Rechner
erlauben natürlich die richtigen Simulationen nicht (z.B. TNG500, Millenium I und II).
Ich freue mich auch darüber, dass zunehmend die Themen der Astronomie und zwar durchaus aktuell vermittelt werden (z.B. in dem Youtube-Kanal "Urknall-Weltall-Leben" von J. Gaßner und H. Lesch)
Vielleicht berichte ich von einigen interessanten Aspekten meines Weges oder stelle das eine oder andere Programm (dann allerdings in PASCAL, fpc, Lazarus) zum Download bereit. Mal schauen... Dass das sehr gut auch in Pascal geht zeigt das Programm Carte du Ceil/Skychart, eine sehr gute und fundierte Entwicklung, die sich allerdings mehr mit Ephemeriden und Beobachtungen bechäftigt.
Zurück zu Einstein und Konsorten. Hier ist der Schwerpunkt eindeutig die Kosmologie, also wie entstand alles, wie formte es sich, wie lassen sich heutige Beobachtungen erklären.
Da es keine Laborversuche gibt, können nur Modelle und Beobachtungen genutzt werden. Beobachtungen stehen mir, bis auf die frei zugänglichen Daten von NASA, ESA und einigen anderen Institutionen, leider nicht zur Verfügung. Daten existieren in einem Ausmaß, die die Plattenkapazitäten meiner Geräte um Größenordnungen übersteigen. Aber die Grundlagen kann ich versuchen nachzuvollziehen.
- Wie aus den Rohdaten von GAIA Entfernungsangaben berechenbar sind.
- Wie aus Verschiebung von Frequenzspektren/-Linien Rotationskurven ableitbar werden.
- Wie aus den Positions- und Bewegungsdaten von GAIA Modelle für unsere Galaxie abgeleitet werden können.
- etc.
Wenn ich es programmieren kann, dann habe ich es meist auch verstanden. Nur Lesen reicht da bei mir leider nicht. Nur in schönen Bildern (z.B. vom Hubble space telescope) und netten aber oberflächlichen Texten schwelgen erzeugt bei mir kein wirkliches Verständnis.
Leider lassen sich die Feldgleichungen meist nicht so ohne weiteres numerisch umsetzen. Bis auf ein paar Korrekturterme wird nach Newton/Kepler gerechnet. Und das mit sehr gutem Erfolg.
Die Friedman-Gleichungen und damit einhergehend der Skalenfaktor wird einbezogen
Hydrodynamische Phänomene können gut mit der SPH-Technik (smoothed particle hydrodynamics)simuliert werden.
Bei all diesen Themen bin ich blutiger Laie, stehe am Anfang des Verstehens, doch meine Begeisterung wächst mehr und mehr. Alles hängt zusammen, von der Quantenphysik über Hydro- und Thermodynamik, bis hin zu Newton/Einstein und der Gravitation. Und genau diese Zusammenhänge sind es, die mich anregen. Das war schon bei Jura und Wirtschaft so und ist bei den Naturwissenschaften natürlich noch ausgeprägter.
Die heutige Welt wird mehr und mehr technik- und damit Physik-dominiert. Kenne ich die Zusammenhänge, kann ich mir vieles (nicht alles!) erklären. Und genau das treibt mich an.
