Doppler auf dem Mars

Doppler auf dem Mars

Am 7. Mai 2021 berichtete die NASA, beim “Lärm” des Fluges von “Ingenuity” auf dem Mars den Doppler -Effekt gemessen zu haben.

https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s-perseverance-captures-video-audio-of-fourth-ingenuity-flight

NASA_JPL-Caltech
Credits: NASA/JPL-Caltech

Sensationell und trivial zugleich

Sensationell: Einen Helikopter auf den Mars zu befördern und ihn so zu bauen, dass er in der dortigen dünnen Atmosphäre kontrolliert fliegen kann, ist eine technische Leistung, für die die beteiligten Wissenschafter*innen und Techniker*innen allergrößte Hochachtung verdienen.

Trivial: Christian Doppler konnte vor über 150 Jahren mit ganz einfachen Formeln nachweisen, dass sich bei allen Wellen-Phänomenen (Wasserwellen, Schall, Licht) die von einem Beobachter empfangene Frequenz von der von einem Objekt ausgesandten Frequenz unterscheidet, sobald sich Sender und Empfänger gegeneinander bewegen. Und was wir alltäglich beim vorbei fahrenden Zug, beim Rettungsauto und bei einer Radarkontrolle erleben, muss natürlich auch beim “Lärm” gelten, wenn Ingenuity von Perseverance wegfliegt oder wieder zurückkehrt.

Dieses Ereignis ist dennoch in einem allgemeinen Rahmen höchst bemerkenswert. Wir Menschen auf dem kosmischen Staubkörnchen Erde entwickelten eine Naturwissenschaft, die uns unsere Umwelt verstehen und technische Geräte entwickeln lässt, die unsere “natürlichen” Fähigkeiten in gewaltigem Maße übersteigen. Wir “hören” also einen Helikopter auf dem Mars, wir “sehen” das leuchtende Umfeld eines schwarzen Loches, wir ermitteln die Masse des Schwarzen Loches im Zentrum unserer Milchstraße, wir nehmen “selbstverständlich” an, dass die chemischen Elemente, die wir auf der Erde identifizierten, im ganzen Weltall genau so zu finden sind. Ist es nicht eine Hybris des menschlichen Verstandes?

Der von Christian Doppler zum ersten Mal beschriebene Welleneffekt spielt in der täglichen Wissenschaft und Technik eine zentrale Rolle. Und dies ist uns so selbstverständlich geworden, dass wir kaum noch daran denken. Doch bisher wurden elf Nobelpreise für Physik für Messungen vergeben, die den Doppler-Effekt verwenden, die letzten davon in den Jahren 2019 und 2020.

Und dieses “Wellenphänomen” geht über das hinaus, was Doppler wissen konnte. Frequenzänderungen von Wellen ergeben sich nicht nur, wenn Sender und Empfänger sich in einem “statischen” Raum relativ zueinander bewegen, sondern auch, wenn der Raum selbst sich ausdehnt, so wie es uns die heutige Kosmologie nahelegt. Die Rotverschiebung des Lichtes entfernter Galaxien und Frequenzverschiebungen der von verschmelzenden Neutronensternen und schwarzen Löchern ausgesandten und von uns beobachteten Gravitationswellen bezeugen uns einen “verallgemeinerten” Doppler-Effekt.

Der Steinmetzsohn aus Salzburg öffnete ein Fenster ….