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Im Britischen Ost-Afrika arbeitete man Ende des 19. Jahrhunderts unter widrigsten Umständen an der ersten Eisenbahnlinie Afrikas. Der Film “Bwana Devil” sollte die schwierigsten Bedingungen dieses Unterfangens ins Kino bringen, in Farbe und in 3D.

Für die 3D-Projektion kam das frisch entwickelte „Natural Vision“-System zum Einsatz, welches auf 2 separaten Bildstreifen und mit 2 gekoppelten und synchronisierten Projektoren ein Stereo-Bild zur Anzeige bringt. Billige Polarisationsbrillen sorgen für den 3D-Effekt, der aber über die abstruse Handlung nicht hinwegtäuschen konnte. Nach dem ersten Hype verschwand 3D spurlos aus den Kinos, auch wenn es beständige Versuche gab, die 3D-Projektion zu etablieren.

Erst mit den aktuellen Produktionen des letzten Jahres ließ sich ein markttechnischer Durchbruch erkennen, der ausgehend von “Final Destination 4″ in “Avatar – Aufbruch nach Pandora” gipfelt und alle bisherigen Einspielrekorde brach.

3D-Bilder benötigen neben der Amplitude auch eine Phaseninformation, weshalb von jeder Filmszene 2 parallele Bildsequenzen aufgenommen werden müssen. Für die herkömmliche 3D-Technik (Imax-3D) kamen 2 Projektoren simultan zum Einsatz, die genau synchron 2 Kopien des jeweiligen Films mit unterschiedlicher linearer Polarisation abspielen. Damit bei der diffusen Reflexion an nichtmetallischen Oberflächen die Polarisation nicht gestört wird, muss ein metallische Leinwand zum Einsatz kommen (ideal eignet sich Silber). Metalle haben nämlich die Eigenschaft, die Polarisationsebene von Licht, das parallel oder senkrecht zur Einfallsebene linear polarisiert ist, nicht zu ändern. Neben der problematischen Synchronisation der beiden Spuren kommt es bei Kopfbewegungen auch zu störenden Geisterbildern, Filmrisse sind sehr problematisch, da immer beide Kopien exakt gleich geschnitten werden müssen.

Die digitale Technik ermöglicht seit einiger Zeit einige technische Alternativen. Das digitale Videosignal liefert 24 Bilder pro Sekunde. Da jedes Auge nur jedes 2. Bild sieht, kommt jedes Einzelbild 3 mal hintereinander zu Anzeige, um eine augenfreundliche und flimmerfreie Bildwiederholrate von 72 Hz zu erzielen. Die 3 digitalen 3D-Techniken nutzen alle nur einen einzigen Projektor.

Beim RealD-Verfahren erzeugt ein LCD-Display vor dem Projektor aus 144 Einzelbildern pro Sekunde abwechselnd ein Bild für das linke und rechte Auge, die beide gegenläufig zirkular polarisiert sind. In den Brillen der Zuschauer sorgt ein λ/4-Plättchen dafür, dass aus dem zirkular polarisierten Licht linear polarisiertes wird, ein zusätzliches Polfilter bewirkt, dass das Auge nur die zugehörige Bildinformation zu sehen kriegt. Wegen dem zirkular polarisierten Licht sind Kopfbewegungen unkritisch, damit die Polarisationsrichtung erhalten bleibt, wird eine Silberleinwand benötigt.

Bei XPanD kann man auf die teure Silberleinwand verzichten, der Kinosaal bleibt auch für normale 2D-Filme nutzbar. Diese Verfahren projiziert die 144 Bilder einfach abwechselnd für das linke und das rechte Auge, eigene Shutter-Brillen mit LCD-Display, die über eine Infrarot-Verbindung mit dem Projektor synchronisiert werden. Mit der damit notwendigen Batterie für die Stromversorgung und der aufwändigeren Technik passen sie nicht so recht in unsere Wegwerfgesellschaft.

Dolby 3D wiederum greift tiefer in die Trickkiste und fußt auf der Tatsache, dass das menschliche Auge auch spektral schmalbandige Bilder noch als farbtreu wahrnimmt, wenn nur das Mischungsverhältnis der 3 Grundfarben stimmt. Für beide Augen werden über spezielle Triple-Bandfilter mit 20 nm Breite geringfügig unterschiedliche Wellenlängen der originalen Bildinformation gefiltert und auf die Leinwand projiziert. Das Gehirn des Zuschauers ordnet nun über abgestimmte Bandfilter in der 3D-Brille die Einzelbilder wieder dem richtigen Auge zu. Steile Kanten in den Interferenzfiltern eliminieren Geisterbilder, auf eine Silberleinwand kann verzichtet werden. Farbverschiebungen für weit abseits der Leinwand-Mitte sitzende Zuschauer werden durch gewölbte Filter vermieden.

Die Frage nach der eigentlichen Natur der Gravitationskraft hat ihre Tücken. Obwohl beide verfügbaren Theorien für ihre jeweils relevanten Bereiche die Effekte dieser 4. Naturkraft hinreichend genau erklären, sind wir von einem Verständnis der fundamentalen Eigenschaften des Universums für das Manifestieren der Gravitation noch weit entfernt.

Erik Verlinde legt nun einen vollständig neuen Ansatz vor, der das Verständnis der Gravitation revolutionieren dürfte, wenn er sich bewahrheiten sollte.

Während Newton die gravitative Wechselwirkung als Kraft zwischen Objekten beschreibt und Einsteins Theorie auf die Krümmung der Raumzeit durch die Anwesenheit von Energie setzt, postuliert Verlinde eine entropische Kraft, die durch das Zusammenspiel von Masse, Zeit und Raum auf der basis des Holografischen Prinzips beruht. Als makroskopisch auftretende Kraft entsteht die entropische Kraft in einem System mit vielen Freiheitsgraden, welches stets bestrebt ist, seine Entropie zu erhöhen.

Dem holografischen Prinzip zu Folge lässt sich für jedes Raum-Zeit-Gebiet eine alternative aber gleichwertige Beschreibung finden, die allerdings nur auf dem – vorzugsweise lichtartigen – Rand dieses Gebiets lokalisiert ist, also etwa der Ereignishorizont eines schwarzen Loches. Damit hängt auch die die maximal mögliche Entropie des Raumgebietes nur von dessen Oberfläche ab, nicht aber vom Volumen.

Der Autor behauptet, mit den raumunabhängigen Konzepten Energie, Entropie und Temperatur das Newtonsche Gravitationsgesetz auf natürliche Weise ebenso ableiten zu können wie die Einsteinsche Allgemeine Relativitätstheorie aus der relativistischen Verallgemeinerung. Gravitation wird erklärt als eine entropische Kraft, die von der Änderung des Informationsgehaltes herrührt, der sich aus der Position von massebehafteten Objekten ergibt.

In der Nacht zum 30. November 2009 sind am Large Hadron Collider des CERN in Genf erstmals Wasserstoffkerne auf über 1 TeV beschleunigt worden. Damit brachen die CERN-Wissenschaftler de bis dato geltenden Rekord von 0,98 TeV des Tevatron am Fermilab in Chicago.
10 Tage nach dem erfolgreichen Hochfahren der Beschleunigeranlage nach einer längeren Reparaturzeit ist damit eine Art Feuerprobe bestanden worden, ab Frühjahr 2010 sollen die ersten wissenschaftlichen Untersuchungen bei bis zu 3,5 TeV durchgeführt werden.

Nach langen Überlegungen zur Sinnhaftigkeit einer privaten Rückblende in die eigene Jugendzeit ist der Beschluss gefasst worden, die persönliche Variante der sogenannten Zeitkapsel zum Thema eines (wissenschaftlichen?) Blog-Artikels zu machen.

Nach dem Verschlingen der verfüg- und erreichbaren (populärwissenschaftlichen) Sekundärliteratur zum Thema Zeit und Zeitreisen (die 80er-Jahre des vergangenen Jahrtausends boten einem 15-Jährigen nur sehr begrenzte Möglichkeiten für derartige Gedanken) erschien eine Möglichkeit zur Kommunikation mit eventuellen Zeitreisenden mit vertretbarem Aufwand machbar: Unter der (naiven?) Annahme, dass es der Menschheit irgendwann gelingen wird, alles zu erreichen, sollte auch die Reise in der Zeit früher oder später in den Bereich des Möglichen rücken. Will man also mit der zeitreisenden Menschheit in Kontakt treten, müsste es eigentlich reichen, eine Botschaft so gut zu verpacken, sicher zu versiegeln und tief zu vergraben, dass sie erst ausgegraben wird, wenn ebendieser Traum der Reise in der Zeit allgemeines Menschheitswissen ist.

Zeitkapsel mit Auto: Rostiger Plymouth Belvedere aus dem Jahr 1957.

Dieses reine “in Kontakt Treten” mit einer entsprechend weit entfernten Zukunft mag ja noch möglich sein, wenn beim Entwurf der Zeitkapsel und der Wahl des Verwahrungsortes entsprechende Vorkehrungen getroffen werden. Wirklich herausfordernd ist wohl neben einer passenden Einladung vor allem die Lösung der sich unweigerlich ergebenden Paradoxa, die aus der Verletzung der Kausalität resultieren. Nichtsdestotrotz sollte eine ebenso einfache wie freundliche Botschaft die Zeitreisenden dazu bewegen, sich aus der Zukunft in die primitive Vergangenheit des Jahres 1983 zu begeben:

Hallo ihr da in der Zukunft!
Wie geht es euch? Ich hoffe gut! Ich bitte euch, in meine Zeit zurückzukommen, falls es euch irgendwie möglich ist. Kommt bitte in die 2. Hälfte des Jahres 1983. Den Grund erfahrt ihr, wenn ihr kommt.

Als Erkennungszeichen musste ein alter Fernseh-Widerstand herhalten. Jeder kann sich denken, was passiert ist: Das Jahr 1983 ging vorbei, ohne auch nur im geringsten durch den Besuch von Zeitreisenden versüßt zu werden, die Sache geriet in Vergessenheit. Jetzt lässt sich vortrefflich über die Sinnhaftigkeit des ganzen Unterfangens streiten, auch wenn durch Everetts Vielweltentheorie die ganze Sache zumindest prinzipiell widerspruchsfrei lösbar werden würde (wir sehen mal von der Motivation ab, die ein Zeitreisender haben könnte, einem 15-Jährigen auf Anfrage einen Besuch abzustatten). Wie sich später zeigte, hat Edward H. Gandy in seiner SF-Kurzgeschichte “Graveside Watch” eine ähnliche Problematik thematisiert, für die Anlockung der Zeitreisenden allerdings einen weitaus vielversprechenderen Weg gewählt.

Zwischenzeitlich ist die nächste Generation herangewachsen, für welche vergrabenen Schätzen oder gar Zeitkapseln eine ebenso große Faszination innewohnt. Vor Kurzem nun war die Neugier bei Elternteil und Nachwuchs so groß geworden, dass die vor nunmehr 26 Jahren vergrabene Zeitkapsel ans Tageslicht geholt werden musste:

Aktion Zeitkapsel: Die einzelnen Schritte der “Bergung”.

Aus heutiger Sicht mag die einfache Verpackung verwundern, zeigte doch das beigelegte Blatt Papier deutliche Spuren von Schimmel. Auch wenn die ganze Aktion einen David Deutsch freuen würde, der wahre Grund für das Ausbleiben der Besucher aus der Zukunft ist nun klar: Die Kapsel wurde zu früh ausgegraben!

Gestern wurden die Nobelpreise in Physik für das Jahr 2009 bekannt gegeben. Die umgerechnet ca. 1 Million Euro teilen sich Charles K. Kao (50%) für seine bahnbrechende Leistungen bei der Übertragung von Licht in Fasern für die optische Kommunikation sowie Willard S. Boyle und George E. Smith (jeweils 25%) für ihre Arbeiten zum CCD-Sensor.

Lichtwellenleiter: Optische Glasfasern bilden das Kreislaufsystem unserer Kommunikationsgesellschaft.

CCD-Sensor: Original-Notizen aus der Boyle und Smith’s Brainstorming-Sitzung vom 8. September 1969, als sie das erste Skizze eines CCD-Sensors anfertigten.