Rakete und Apfel: Wir basteln weihnachtliche Naturgesetze (mit Origami)

Weihnachten kommt immer näher. Und damit auch die Suche nach passenden Geschenken. Ein paar Bücher habe ich ja schon empfohlen. Aber was, wenn man in letzter Minute noch ein Geschenk braucht? Dann bastelt man am besten etwas! Und in den vergangenen Jahren habe ich ja immer wieder kleine (astronomische) Basteleien vorgestellt: Sterne, Planeten und Spiralnebel. In den letzten Jahren habe ich die Origami-Bastelei ein wenig ignoriert – aber für dieses Jahr habe ich wieder ein paar nette Sachen gefunden. Diesmal werden wir Raketen und Äpfel bauen!

Denn in den nächsten Tagen feiern wir ja nicht nur Weihnachten, sondern auch den Geburtstag von Isaac Newton! Dass ich ein sehr großer Bewunderer dieses genialen Wissenschaftlers bin, sollte spätestens seit der Publikation meines aktuellen Buchs (übrigens auch ein hervorragendes Weihnachtsgeschenk!) bekannt sein. Und nichts illustriert Newtons Genialität so gut, wie Äpfel und Raketen.

Die Geschichte von Newtons Apfel kennt jeder: Newton saß unter einem Apfelbaum, dachte über das Universum nach und plötzlich landete ein Apfel auf seinem Kopf. Und – Heureka! – die Gravitation war entdeckt! Natürlich ist diese Geschichte Unsinn – zumindest in dieser Form. Der Apfel fiel mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit nicht auf Newtons Kopf. Newton selbst erzählt seinem Biographen nur, dass ihn der Anblick eines Apfelbaums auf interessante Gedanken brachte (und selbst diese Geschichte darf man anzweifeln; dem alten Newton ist es sicherlich zuzutrauen, dass er mit so einer eingängigen Story schon an seiner eigenen Legende gebastelt hat).

Was aber auch immer vor knapp 400 Jahren zwischen Newton und dem Apfelbaum vorgefallen ist: Es ist genau das, was Newtons eigentliche Leistung wunderbar demonstriert. Die bestand nämlich nicht darin, die mathematische Formulierung des Gravitationsgesetzes gefunden zu haben. Das war zwar ein schönes Ergebnis, aber wenn Newton diese Formel nicht gefunden hätte, hätte es ziemlich bald auch jemand anderes getan. Newton war damals nicht der einzige, der vermutete, dass die Gravitationskraft mit dem Quadrat des Abstandes schwächer wird. Aber er hat etwas viel grundlegenderes getan: Er hat gezeigt, dass eine Formel reicht, um eine Vielzahl unterschiedlicher Phänomene zu beschreiben!

Newtons hatte erkannt, dass man den Fall eines Apfels und die Bewegung von Himmelskörpern mit der gleichen mathematischen Formel beschreiben kann. Er zeigte, dass im Himmel die gleichen Gesetze gelten wie auf der Erde (etwas, was damals nicht unbedingt als selbstverständlich angesehen wurde). Newton fand ein Naturgesetz, einen Zusammenhang, der im gesamten Universum gilt. Und nicht nur das: Er fand eine Möglichkeit, diesen Zusammenhang mathematisch exakt zu formulieren und zeigte, dass man das Universum mit diesem Naturgesetz auch verstehen kann.

Heute klingt das für uns trivial. Aber eben nur, weil wir dank Newton knapp 400 Jahre Zeit hatten, uns an diese erstaunliche Tatsache gewöhnen zu können: Das Universum ist für uns verständlich! Das Universum, und zwar das gesamte Universum, folgt einheitlichen Regeln, die wir entdecken können. Das was wir auf der Erde herausfinden, muss auch im Rest des Kosmos gelten und umgekehrt. Nicht umsonst und gar nicht übertrieben nannte Newton den letzten Band seines Hauptwerks „The System of the World“ – das „System der Welt“. Newtons Gravitationsgesetz war der erste Schritt auf dem langen Weg der Vereinheitlichung der Naturgesetze. Heute stehen wir vor dem Problem, die Quantenmechanik mit der Relativitätstheorie zu vereinen – ein Problem, das seinen Anfang im 17. Jahrhundert hatte – mit Isaac Newton und einem Apfel.

Genau deswegen sind Äpfel und Raketen eine ideale Illustration für die geniale Leistung des englischen Wissenschaftlers. Äpfel fallen vom Baum auf den Boden, Raketen fliegen durchs Universum und beide folgen den gleichen Regeln. Beide Phänomene verstehen wir dank Newton und wir verstehen sie als ein einziges Phänomen.

Bastelt euch also ein paar Raketen und ein paar Äpfel. Hängt sie an euren Weihnachtsbaum; dekoriert damit die Wohnung; verschenkt sie an Freunde und Bekannte oder nutzt sie einfach nur, um eurer Familie während der Feiertage ein wenig über Newtons Physik zu erzählen 😉

Einen Apfel kann man aus Papier sehr einfach falten; idealerweise nimmt man dazu Origamipapier, das auf einer Seite rot und auf der anderen grün ist. Und folgt dann einfach dieser Anleitung. Ich spare mir diesmal die Schritt für Schritt Dokumentation des Faltens; andere Leute im Internet haben das viel besser gemacht als ich:

Die Rakete zu basteln ist ein wenig kniffliger. Aber eigentlich auch nicht schwer:

Ich wünsche frohe Feiertage mit Isaac Newtons System der Welt!