Spektrum der elektromagnetischen Wellen

Bild: NASA, ESA, Hubble Heritage Team

Im Beitrag von Andi Stöckli, Physiker und Dozent an der VHS geht es um unsere Wahrnehmung.

In meinen Vorträgen und Lehrgängen werde ich oft gefragt, ob die Objekte im Universum wirklich so farbig aussehen, wie sie auf den Hubble Bildern dargestellt werden. Ich möchte diese Frage etwas grundsätzlicher beantworten.

Die meisten Menschen halten Farben für eine reale Eigenschaft von Objekten. In der Wirklichkeit (also in der realen Welt da draussen) gibt es aber keine Farben! Auch astronomische Objekte wie Sterne, Galaxien, Supernovae oder astronomische Nebel strahlen keine Farben aus, sondern lediglich elektromagnetische Wellen von unterschiedlichsten Wellenlängen.

Die Photorezeptoren in unseren Augen, die drei Zapfenarten R, G und B, reagieren nur auf einen jeweils ganz kleinen Teil der empfangenen elektromagnetischen Wellen, nämlich auf das für uns sichtbare Spektrum mit Wellenlängen von etwa 0.38 – 0.78 Tausendstel Millimeter. Für alle anderen Wellenlängen haben wir keine Rezeptoren.

Die von uns wahrgenommenen Farben sind lediglich eine gehirnspezifische Übersetzung der von den Zapfen registrierten Wellenlängen. Durch die Signale der drei Zapfenarten erzeugt unser Gehirn ein Farbbild. Die von den R Zapfen registrierten Wellenlängen übersetzt unser Gehirn in den Farbeindruck Rot, die von den G Zapfen registrierten Wellenlängen in den Farbeindruck Grün und die von den B Zapfen registrierten Wellenlängen in den Farbeindruck Blau.

Die Farben existieren nur in unserem Kopf, in der realen Welt gibt es nur elektromagnetische Wellen mit unterschiedlichen Wellenlängen. Für die von astronomischen Objekten ebenfalls ausgestrahlten Radiowellen, Mikrowellen, UV-, Röntgen- und Gammastrahlung haben wir keine Rezeptoren und wir nehmen diese Strahlung deshalb nicht wahr. Dieser Ausschnitt der Wirklichkeit, den wir wahrnehmen, ist durch unsere Biologie vorgegeben.

Fledermäuse beispielsweise haben keine Zapfen wie wir, sie orientieren sich mit Hilfe von reflektierten Schallwellen. Auch die Musik, die ich höre, ist lediglich eine Übersetzung meines Gehirns der von den Instrumenten erzeugten Schalldruckschwankungen.

Dasselbe geschieht, wenn ich den betörenden Duft der blühenden Glyzinien wahrnehme: Die Rezeptoren in meiner Nase reagieren auf die Moleküle, welche die Blüte aussendet, und leiten entsprechende Signale in mein Gehirn, wo sie in einen Geruch übersetzt werden. In der realen Welt gibt es weder Farben noch Geräusche und auch keine Gerüche, nur elektromagnetische Wellen, Schallwellen und Moleküle. Unsere Welt ist im Grunde geräusch-, farb- und geruchlos.

Auch das Hubble Teleskop verfügt über keine «Farbkamera». Die CCD Kameras des Teleskops erzeugen nur Graustufenbilder. Wie daraus die wunderbaren, farbigen Bilder entstehen, werde ich in meinem nächsten Beitrag beschreiben.

«Siehe auch Benham-Farben auf einer rotierenden unbunten Scheibe (Kulturama)»


Astronomie und Kosmologie mit Andi Stöckli:

Beitrag 1: Spektrum der elektromagnetischen Wellen  | Beitrag 2: Sind die Farben der Hubble-Teleskop-Bilder «echt»? | Beitrag 3: Was verrät uns die Hintergrundstrahlung?

All diese Fragestellungen werden im Lehrgang Astronomie, Astrophysik und Kosmologie an der Volkhochschule Zürich ausführlich besprochen.

 

Andi Stöckli bei VHS

Andi Stöckli

Nach dem Diplom als Elektroingenieur am Technikum Winterthur studierte Andi Stöckli Physik an der ETH Zürich und schloss das Studium 1979 ab. Im Folgejahr erwarb er den Befähigungsausweis für das höhere Lehramt an der ETH. 1992 wurde Andi Stöckli zum Hauptlehrer für Physik an der Kantonalen Maturitätsschule für Erwachsene gewählt. Der passionierte Physiker veranschaulicht komplexe Sachverhalte sehr verständlich und begeistert das Publikum mit seiner Leidenschaft für Physik und insbesondere für Astrophysik, Astronomie und Kosmologie.

Anmeldung: Lehrgang «Astronomie, Astrophysik und Kosmologie»
Webseite: www.kosmologien.ch