Sehen, entdecken und wissen

Fotografie zeichnet Wissenschaft auf, und Fotografie ist Wissenschaft

Bild mit freundlicher Genehmigung von Hubble.

Als Physikstudent mit einer Leidenschaft für Fotografie liebe ich es, auf die Höhepunkte der Entdeckung zurückzublicken, die die Fotografie in allen Bereichen der Wissenschaft eingefangen hat.

In meinem eigenen Bereich der Physik wird Fotografie nicht nur verwendet, um Entdeckungen aufzuzeichnen, sondern um tatsächlich Entdeckungen zu machen. In diesem Stück zeige ich Ihnen, wie die Fotografie seit 150 Jahren auf dem neuesten Stand der menschlichen Entdeckung ist.

Edwin Hubble und Andromeda

Der Astronom Edwin Hubble erkannte zunächst, dass Andromeda (oder M31) kein "Spiralnebel" war, wie sie damals genannt wurden. Er verwendete variable Cepheid-Sterne, die in regelmäßigen Abständen und mit bekannter Helligkeit pulsieren, um die Entfernung zu Andromeda zu berechnen, und fand sie viel zu weit entfernt, um in unserer eigenen Milchstraße zu sein. Er entdeckte, dass Andromeda sein eigenes "Inseluniversum" war. Diese Universen wurden später in Galaxien umbenannt.

Seine Entdeckung veränderte über Nacht unsere Wahrnehmung des Universums. Die Milchstraße war nicht mehr die einzige Galaxie; es gab andere, von denen jeder zig Milliarden bis Hunderte von Milliarden Sternen enthielt. Das Universum wurde über Nacht doppelt so groß. Fotografie war der Schlüssel.

Hubbles Originalfolie mit eigener Beschriftung. Bild mit freundlicher Genehmigung von Himmel und Teleskop.

Hubble verwendete ein 100-Zoll-Teleskop am Mount Wilson, um eine vierstündige Belichtung auf einer lichtempfindlichen Glasplatte vorzunehmen. Dieses Bild und nachfolgende Bilder zeigten ihm die Existenz von Cepheid-Variablen, was seine Entdeckungen ermöglichte.

Das Hubble-Weltraumteleskop wurde 1990 gebaut und auf den Markt gebracht. Es wurde zu Ehren von Hubble und in Anerkennung der Bedeutung seiner Entdeckung benannt. Das Bild oben in diesem Stück ist ein Deep Field-Foto, das von diesem Teleskop aufgenommen wurde.

Rosalind Franklin und DNA ('Foto 51')

Foto 51. Mit freundlicher Genehmigung der BBC.

Foto 51 war das fehlende Stück bei der Entdeckung der DNA-Struktur. Es ist ein Röntgenbeugungsbild von kristallisierter DNA, das auf einer lichtempfindlichen Platte wie Hubbles Bildern aufgenommen wurde.

Mit Foto 51 konnten Watson und Crick die Struktur der DNA bestimmen: eine Doppelhelix aus antiparallelen Strängen, die durch Basenpaare miteinander verbunden sind. Rosalind Franklins Foto gab nicht nur Auskunft über die Struktur der DNA, sondern auch über die Parameter für ihre Größe.

Kontroversen hängen mit Franklins Foto zusammen, weil Watson und Crick es ohne ihre Erlaubnis verwendeten, um die endgültige Struktur der DNA abzuleiten. Zusammen mit Maurice Wilkins erhielten Watson und Crick für ihre Entdeckung den Nobelpreis. Franklin wurde nicht berücksichtigt, da sie vor vier Jahren gestorben war.

Die Mondlandungen

Bootprint auf der Mondoberfläche. Mit freundlicher Genehmigung der NASA.

Es gibt wenige Momente in der Wissenschaft, in denen die Fotografie so im Mittelpunkt stand wie die Mondlandungen. Neil Hass und Buzz Aldrin konnten mit Hasselblad-Kameras die Momente festhalten, in denen Menschen zum ersten Mal einen Himmelskörper betraten, der nicht die Erde war.

Während aller Mondlandungen verwendeten Astronauten die Fotografie nicht nur, um Momente auf einer anderen Welt festzuhalten, sondern auch für echte wissenschaftliche Forschung.

Zu den fotografischen Zielen gehörte die Aufnahme hochauflösender Panoramabilder des Mondes zur präzisen Kartierung der Mondoberfläche und zur Untersuchung der Reflexionseigenschaften von Mond und Erde. Die Dokumentation von Betriebsaufgaben und Experimenten war ebenfalls von größter Bedeutung.

Buzz Aldrin auf dem Mond. Bild mit freundlicher Genehmigung der NASA.

Nahaufnahmen

Während wir mit Hubble die Kraft der Fotografie gesehen haben, Dinge auf den tiefsten und größten Skalen zu betrachten, enthüllt die Fotografie auch die winzigen Kosmologien der Natur. Ecken der materiellen Realität offenbaren sich, wenn die Makrofotografie Universen enthüllt, die für das menschliche Auge nicht verfügbar sind.

Bild mit freundlicher Genehmigung von Monovisions.

Der deutsche Fotograf Albert Renger-Patzsch war einer der ersten, der die Welt aus dieser neuen Perspektive betrachtete. Obwohl seine Bemühungen in ihren Absichten nicht wissenschaftlich waren, zeigen sie, wie Fotografie als grandiose Brücke zwischen Kunst und Wissenschaft fungieren kann.

Künstler und Wissenschaftler fanden heraus, dass durch das Zuschneiden der Realität in immer kleinere Stücke schöne neue Formen von ästhetischem und wissenschaftlichem Interesse entstanden. Das Bestreben, die Welt in immer kleinere Teile zu zerlegen, setzt sich auch heute noch mit der Elektronenmikroskopie fort, um eine Vielzahl faszinierender Phänomene zu untersuchen. Eine solche Mikroskopie ist so leistungsfähig geworden, dass sie einzelne Atome auflösen kann.

Das Higgs-Boson

Bild mit freundlicher Genehmigung der New York Times.

Natürlich wird Fotografie nicht nur verwendet, um Entdeckungen zu machen, sondern auch um sie zu dokumentieren. Das Foto oben stammt von einer Konferenz am CERN im Jahr 2012 und zeigt den Moment der Enthüllung der Entdeckung des Higgs-Bosons. Wir können die Freude sehen, die ein 50-jähriges gemeinsames wissenschaftliches Experiment hervorgebracht hat.

Für mich ist eine solche Begeisterung der Inbegriff dafür, warum Menschen forschen und warum Wissenschaft ein so lohnendes Unterfangen ist.

Sehen, entdecken und wissen.