Vor ein paar Jahren erhielt die Kryptologen-Organisation IACR Post von einem Museum in den USA. Der Kurator dieses Museums schickte Fotos von sieben Goldbarren, auf denen jeweils mehrere verschlüsselte Textzeilen zu sehen waren. Er hoffte, dass die IACR zum Lösen dieser Kryptogramme beitragen konnte. Bisher konnte jedoch noch niemand die Verschlüsselung knacken.

Was der Kurator wohl nicht wusste: Die IACR (International Association for Cryptologic Research) ist für ein solches Kryptologie-Problem der falsche Ansprechpartner. Die IACR beschäftigt sich kaum mit historischen Kryptogrammen, sondern mit moderner, computergestützter Kryptologie. Besser wäre es gewesen, sich an die American Cryptogram Association oder an die Fachzeitschrift Cryptologia zu wenden.

Quelle: IACR

Die IACR stellte die wichtigsten Details zu diesem Kryptogramm hier auf ihre Web-Seite – versehen mit dem Hinweis, dass man nicht alle relevanten Informationen dazu habe und dass man den Autor nicht mit Anfragen belästigen solle. Außerdem sind zwei Postadressen mit Fax- und Telefonnummer angegeben, über die man angeblich mehr erfahren kann (E-Mail-Adressen werden nicht genannt).

Auf der IACR-Web-Seite erfährt man, dass die Goldbarren vermutlich 1933 für einen General Wang in Schanghai hergestellt wurden. Sie sollen eine Bescheinigung dafür sein, dass der Besitzer ein Konto bei einer Bank in den USA hat (es ist aber unklar, ob dieses Konto je existiert hat). Es finden sich einige chinesische Schriftzeichen darauf, die man lesen kann (es geht unter anderem um eine Geldtranstaktion in Höhe von 300 Millionen Dollar). Die Goldbarren wiegen zusammen 1,8 Kilogramm.

Einige der verschlüsselten Zeilen wiederholen sich. Insgesamt gibt es 16 verschiedene Zeilen:

SKCDKJCDJCYQSZKTZJPXPWIRN 	length 25
MQOLCSJTLGAJOKBSSBOMUPCE 	length 24
RHZVIYQIYSXVNQXQWIOVWPJO 	length 24
FEWGDRHDDEEUMFFTEEMJXZR 	length 23
XLYPISNANIRUSFTFWMIY		length 20
HFXPCQYZVATXAWIZPVE		length 19
YQHUDTABGALLOWLS		length 16
UGMNCBXCFLDBEY			length 14
ABRYCTUGVZXUPB			length 14
JKGFIJPMCWSAEK			length 14
KOWVRSRKWTMLDH			length 14
HLMTAHGBGFNIV			length 13
MVERZRLQDBHQ			length 12
VIOHIKNNGUAB			length 12
GKJFHYXODIE			length 11
ZUQUPNZN			length 8

Unklar bleibt, von welchem Museum die Anfrage kam und wer die Goldbarren derzeit besitzt (vermutlich ist es das Museum). Der Leser erfährt noch nicht einmal, wann die Anfrage an die IACR gestellt wurde.

Quelle: IACR

Wie mir scheint, hat bisher niemand weitere Details zu den chinesischen Goldbarren recherchiert. Die Goldbarren-Kryptogramme tauchen zwar auf einigen Web-Seiten (und insbesondere auf einigen Top-10-Listen der ungelösten Verschlüsselungsrätsel) auf, doch dabei werden stets nur die Informationen von der IACR-Seite wiederholt. Für mich ist dieses Kryptogramm die Nummer 19 in der Liste der 25 bedeutendsten ungelösten Kryptogramme.

Vielleicht werde ich bei Gelegenheit selbst etwas recherchieren. Fürs erste dürfte eine Mail an die IACR sowie zwei Faxe an die angegebenen Kontaktpersonen genügen. Vorher würde mich aber noch interessieren, ob ein Leser zur Erhellung dieser Sache beitragen kann. Gibt es vielleicht doch noch eine Informationsquelle, die ich übersehen habe? Kann jemand etwas zur Lösung der Verschlüsselung beitragen? Hier sind alle Goldbarren abgebildet, und hier gibt es die transkribierten Texte. Viel Spaß beim Rätseln!

“Herr Professor! Herr Professor! Es ist schrecklich. Ich habe es gerade gesehen! Meine Güte!!”
“Ganz ruhig. Was ist denn passiert? Sollten sie nicht gerade den Himmel beobachten?
“Das habe ich getan. Und dabei habe ich es gesehen!!”
“Was gesehen?”
“Herr Professor, das Universum! Es verhält sich nicht so, wie unsere Theorie ist vorhersagt. Unsere Theorie, sie ist… sie ist… sie ist FALSCH!!!”
“Was? Das kann nicht sein. Das DARF nicht sein. Nicht unsere Theorie. Nicht unsere schöne Theorie!”
“Aber ich habe es doch gesehen!”
“Wenn das wirklich stimmt, was sollen wir dann tun? Wir können doch nicht zulassen, dass die Öffentlichkeit bemerkt, dass unsere Theorie falsch ist! Wir verlieren doch unsere ganzen Forschungsgelder und unser Ansehen!”

“Aber was sollen wir denn tun, Herr Professor! Was sollen wir tun?”
“Wir müssen sofort eine internationale Astronomenkonferenz einberufen. Wir müssen einen Weg finden, um die Theorie zu retten. Los gehts, auf zum Astronomobil!”

Der Professor und sein Assistent laufen aus dem Büro und rasen mit dem Auto davon. Kurze Zeit später sitzen sie in einem Konferenzraum mit Astronomen aus allen Ländern dieser Erde.

Der Professor: “Sie sehen also, meine Herren, die Lage ist ernst. Wie mein Assistent bei seinen Beobachtungen bemerkt hat, macht das Universum nicht das, was unsere Theorie vorhersagt. Wir müssen unsere Theorie irgendwie retten.”

Chinesischer Astronom: “Könnten wir nicht einfach alles vertuschen? Könnten wir nicht so tun, als wäre alles immer noch so, wie es die Theorie vorhersagt? Wir vertuschen bei uns in China andauernd etwas…”

Amerikanischer Astronom: “Genau, vertuschen ist simpel. Was wir schon alles vertuscht haben, können sie sich gar nicht vorstellen!”

Schwedischer Astronom: “Was denn?”

Amerikanischer Astronom: “Wie? Was? Hat jemand was von vertuschen gesagt?”

Deutscher Astronom: “Zurück zum Thema, meine Herren! Wir können das nicht mehr vertuschen. Offensichtlich hat schon jemand von der Sache Wind bekommen und in einem Internetforum darüber geschrieben!”

Amerikanischer Astronom: “Wirklich? Das haben wir wohl übersehen. Aber dann müssen wir erst recht etwas unternehmen. Jeder weiß doch, dass es keine glaubwürdigere Quelle gibt, als Internetforen! Wenn erst der Rest der Welt bemerkt, dass dort jemand diese Sache veröffentlicht hat…”

Schweizer Astronom: “Die Sache ist doch ganz simpel. Wir denken uns einfach irgendetwas aus!”

Der Professor: “Ja, das könnte vielleicht funktionieren. Wir erfinden einfach etwas. Und dieses etwas nennen wir…”

Schweizer Astronom: “Dunkle Materie!”

Der Professor: “Ja, das klingt toll. Ich glaube das Problem ist damit gelöst. Wenn jemand fragt, ob unsere Theorie falsch ist, dann sagen wir einfach ‘Hey! Dunkle Materie!’”

Schweizer Astronom: “Ja, wenn wir sagen, dass es dunkle Materie gibt, dann muss jeder glauben, dass unsere Theorie richtig ist. Problem gelöst! Lasst uns darüber abstimmen! Wer ist dafür, dass wir die dunkle Materie erfinden?”

Alle Astronomen heben die Hand

Der Professor: “Sehr gut, eine einstimmige Entscheidung. Dann können wir ja alle wieder nach Hause fahren. Das nächste reguläre Treffen findet in vier Wochen statt. Da stimmen wir dann darüber ab, welche Erklärung wir für die Entstehung des Universums erfinden! Bis dann!”

Alle Astronomen gehen zufrieden nach Hause und weisen die PR-Abteilungen ihre Universitäten an, am nächsten Tag die Entdeckung der dunklen Materie zu veröffentlichen.

ENDE

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Das war also die Geschichte der Entdeckung der dunklen Materie. Oder vielleicht doch nicht? So oder zumindest so ähnlich scheinen sich zumindest manche die Sache vorzustellen. Dunkle Materie sei nur etwas, was die Astronomen erfunden hätten, um ihre kostbaren Theorien zu retten. Dunkle Materie sei ein reines Hirngespinst, für das es keine Belege gibt und an dem die Astronomen nur noch hängen, weil sie absolut keinen Schimmer haben, wie das Universum wirklich funktioniert.

Die Realität sieht natürlich anders aus. Die dunkle Materie ist weder “Erfindung” noch reine Fantasie. In den nächsten Tagen möchte ich im Rahmen einer kleinen Serie die wichtigsten Fakten zur dunklen Materie erklären. Es ist ein wirklich spannendes Thema – und die Frage nach der Natur der dunklen Materie gehört zu den wenigen fundamentalen Fragen, bei denen wir in den nächsten Jahren auch tatsächlich mit einer konkreten Antwort rechnen können…

Dafür verwenden sie zwei Populationen von Zellen, eine Reporter-Population, die genetisch so verändert wurden, daß sie Luciferase herstellen können und eine andere Aktivator-Population, die dazu gebracht wurden, ein Freisetzungs-Enzym und Luciferin herzustellen. Das Freisetzungsenzym ermöglicht es den Aktivator-Zellen dann, das gebildete Luciferin auszuscheiden, welches daraufhin in der Nähe befindliche Reporter-Zellen erreichen kann. Dort angekommen reagiert es mit der von den Reporter-Zellen hergestellten Luciferase und es entsteht Biolumineszenz: die Zellen leuchten sicht- und meßbar. Die Intensität des Leuchtens ist dabei abhängig von der Entfernung zwischen den beiden Zellpopulationen.

Mit dieser Methode gelang es Sellmyer und seiner Gruppe bereits, die Annäherung von Zellen in einer Kulturschale zu messen, aber auch Metastasenbildungen in einem Mausmodell für Brustkrebs zu detektieren. Diese Methode ist äußerst vielversprechend und wird sich wahrscheinlich sehr vielseitig einsetzen lassen, um z.B. Fragen der adaptiven Immunität oder der Nischenbildung bei der Stammzellentwicklung zu beantworten.

Bestimmt wird die Technik in Zukunft auch als Modeaccessoire entdeckt z.B. durch eine Kopplung des  Luciferingens an den Lac-Repressor. Bestimmt ein Knaller in Technodiskotheken: wenn man ein Glas Milch trinkt, fängt man an, zu leuchten   Leuchtende Mäuse gibt es ja schon…

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Originalarbeit:

Sellmyer MA, Bronsart L, Imoto H, Contag CH, Wandless TJ, & Prescher JA (2013). Visualizing cellular interactions with a generalized proximity reporter. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 110 (21), 8567-72 PMID: 23650381

In den 70-er Jahren war „Flipper“ en vogue.
Durch die berühmte Fernsehsendung kannte jeder den Großen Tümmler (Tursiops truncatus) als den marinen Freund und Helfer mit dem Dauergrinsen.
So kamen Delphinarien in Mode.
Wilde Delphine wurden gefangen und eingesperrt, ihre physischen und psychischen Bedürfnisse waren so gut wie unbekannt. Viele Tiere sind umgekommen, ihre Lebensumstände waren oft grausam.
Die Zeiten haben sich geändert.
Die Haltung der intelligenten Kleinwale ist mittlerweile extrem umstritten.

Jetzt hat die Fraktion Bündnis 90/Die Grünen einen Antrag mit dem Titel “Haltung von Delfinen beenden” (17/12657) eingereicht.
Am Mittwoch, 15. Mai 2013, gab es dazu eine öffentliche Anhörung des Ausschusses für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz unter Vorsitz von Hans-Michael Goldmann (FDP) über die Zukunft von Delfinen in Zoos und Delfinarien.

Die geladenen acht Sachverständigen haben die Frage nach der Delphinhaltung in deutschen Delphinarien sehr unterschiedlich beantwortet. Dabei hatten die Fraktionen der Tierschutz-Lobbyisten und die Vertreter der Delphinarien, Zoos und Wissenschaft extrem gegensätzliche Meinungen.
Die Tierschutz-Lobbyisten vertreten die Meinung, dass Delphinhaltung eine Quälerei für die kleinen Wale ist und unbedingt gestoppt werden muss.
Die Vertreter der Delphinarien, Zoos und Wissenschaft meinen, dass die Haltung der derzeit in Deutschland in Gefangenschaft lebenden Delphine vertretbar sei, die insgesamt 16 Tümmler eine wichtige Aufgabe für die Umweltbildung einnähmen und die wichtigsten Botschafter gegen Walfang und für Walschutz seien.

Hat ein Delphinarium heute noch eine Existenzberechtigung?
Hat ein Delphinarium heute noch eine Existenzberechtigung?
Ja, unbedingt.

Zum Beispiel als Begegnungsort von Mensch und Wal.
Delphine gehen, wie andere Säugetiere, gezielt auf Menschenkinder zu.
Sie spielen mit ihnen, wie Menschen mit anderen Tierkindern.
Ich habe mehrfach beobachtet, wie Zoo-Delphine auf Kinder zugeschwommen sind und einige Extra-Eskapaden machten. Sie nehmen eindeutig Kontakt zu diesen auserwählten kleinen Menschen auf, richteten ihre Bewegungen danach aus, spritzen die Kinder gezielt nass und veranstalten akrobatische Einlagen.
Mehrere Bekannte mit Kindern haben das gleiche beobachtet.
Die Kinder sind von diesen Begegnungen vollständig verzaubert und gehen natürlich bereitwillig auf das Spiel ein. Sie werden diese Begegnung nie vergessen.
Stattdessen besteht eine erhöhte Wahrscheinlichkeit, dass sie durch diese frühe persönliche Kontaktaufnahme sich eher für Walschutz und Meeresschutz engagieren.

Delphine im Freiland habe ich bei den gleichen Extra-Spielchen für Menschenkinder beobachtet, aber leider haben nicht viele in Deutschland aufgewachsene Kinder das Privileg, Delphine im Meer zu treffen.
Nicht jeder Mensch hat die finanzielle Möglichkeit, in seinem Leben einmal lebende Wale zu beobachten (obwohl dazu schon eine „Butterfahrt“ von Büsum nach Helgoland oder der Blick auf das Meer entlang der gesamten Atlantikküste reicht). Ein Wal im Film baut keine derartige Beziehung auf, er bleibt abstrakter.
Daher bleibt der Delphinariumsbesuch oft die einzige Möglichkeit, einen echten Meeressäuger zu erleben.
Jeder in Gefangenschaft gehaltener Delphin ist ein Botschafter für Walschutz und Meeresschutz und gegen Walfang.

Übrigens: Die aktuellen Delphinariumsprogramme beinhalten gite didaktische Lektionen, etwa zum Thema “Meeresschutz”.
Jedes Kind wird sich merken, dass Müll nicht ins Meer gehört, wenn “Flipper” vom Trainer ins Wasser geworfenen Plastikmüll zurück an Land wirft.

Geht es Delphinen in Gefangenschaft schlecht?

Die Frage kann sicherlich niemand zu 100 % beantworten, bevor die Sprache der Delphine nicht entschlüsselt ist.
Zootieren geht es nicht automatisch schlecht.
Delphinen auch nicht.

Delphinarien in Deutschland müssen heute strenge Auflagen erfüllen, damit es den „Insassen“ an Leib und Seele gut geht.
Die Wale müssen in einem ökologisch streng kontrollierten Umfeld leben, gut ernährt und tierärztlich betreut werden. Besonders wichtig ist das Zusammenleben in einer intakten Gruppe und dass die kleinen Wale intellektuell und körperlich gefordert werden. Wale machen in Shows, wie sie heute in Deutschland gezeigt werden, freiwillig und gern mit. Derartige Shows funktionieren nicht mit Druck oder Zwang, sondern ausschließlich über Belohnung und Motivation. Die Belohnung besteht aus einem zusätzlichen Fischhappen, dem Lob des Trainers und vor allem dem Applaus der Zuschauer. Sie sind ein wichtiger Teil im Tagesablauf der Delphine und bieten ihnen Abwechslung.

Die Delphine werden natürlich sowieso gefüttert, die Belohnung ist nur ein zusätzlicher Snack.
Sie müssen die Übungen, die die Trainer sehen möchten, auch nicht mitmachen. Es steht ihnen frei, einfachweiter herumzuschwimmen.
Die Wale zeigen in Shows Bewegungen und Verhaltensweisen, die für sie normal sind. Aus diesen für Delphine üblichen Verhaltensweisen (springen, mit Gegenständen balancieren, als Gruppe interagieren,…) setzt sich die Show zusammen.
Eine befreundete Biologin hat mir erzählt, dass das männliche Leittier seinem Delphin-Sohn seine Kunststücke beibrachte, lange bevor die Trainer daran gedacht hatten, den kleinen Delphin auszubilden.

Ein Argument der Delphinariumsgegner ist auch, dass die Ortungslaute der Delphine von den glatten Aquariumsmauern vielfach zurückgeworfen werden, so dass alle Delphine in einer Art akustischem Folterkeller leben.
Das ist so nicht richtig: Die Delphine kennen ihr Becken und benutzen ihr Sonar nicht andauernd. Schließlich besteht keine Notwendigkeit dazu. Auch ihre Fische finden sie in dem klaren Wasser mit Hilfe ihrer Augen ohne Probleme.
Die Nachzuchten sind in gewisser Weise domestiziert, d. h., sie haben sich mit ihrer künstlichen Umgebung arrangiert.
Übrigens benutzen Delphine auch im Freiland nicht pausenlos ihr Sonar, sondern jagen bei guter Sicht auch durchaus auf Sicht.

Forschung an Delphinen in Gefangenschaft?

Die Forschung an gefangenen Delphinen ist keine automatische Legitimierung für Delphinarien. Aber sie hat uns in der Vergangenheit viele wichtige Erkenntnisse gebracht.
Heute wird die Haltung von Tieren in Gefangenschaft anders betrachtet, als noch vor 20 Jahren. Viele Zoos haben ihre Delphinarien bereits geschlossen. Auch die Zeit vieler Großkatzen ist in den Zoos abgelaufen. Bei Primaten wird mittlerweile sogar  diskutiert, inwieweit für sie sogar die Menschenrechte Geltung und Anwendung finden sollen.
Unsere Haltung gegenüber unseren Mitwesen hat sich beträchtlich geändert, und das ist gut so!

Diese veränderte Sichtweise hat natürlich auch die Forschungsmethoden signifikant beeinflusst.
Forschung bedeutet, dass Beobachtungen, Messungen und Experimente unter immer wieder den gleichen Bedingungen mit den gleichen Individuen durchgeführt werden können. Die heutige Walforschung wird natürlich so durchgeführt, dass kein Tier zu etwas gezwungen oder gar verletzt wird. Dabei werden etwa die kognitive Leistung von Tieren oder ihre Sinnesorgane erforscht.
Wir sollten aber nicht vergessen: Fast alles, was wir heute über die kognitiven Fähigkeiten und Sinnesleistungen (nicht nur) von Delphinen wissen, stammt von Delphinen, die in Gefangenschaft leben.

Einen weiteren wichtigen Aspekt spricht der externe Sachverständige Dr. Althaus an:
Zoos mit Delphinen haben Delphin-Expertise.
Bei Walstrandungen wird automatisch nach genau diesen Experten mit ihrer Erfahrung und ihrer Spezialausrüstung gerufen, um die gestrandeten Tiere zu versorgen und ggf. zur Gesundung zeitweise in menschliche Obhut zu übernehmen.
(http://www.tiergarten.nuernberg.de/v04/fileadmin/neu/pdf/Seiteninhalte/Delphinlagune/Anhoerung_2013/ThomasAlthaus_Stellungnahme.pdf)

Auswilderung von Zoodelphinen?

Ein Zoodelphin kann nicht ausgewildert werden.
Delphine gehören zu den Tieren, denen von Wissenschaftlern eine eigenständige Kultur zugestanden wird. Etwa in der akustischen Kommunikation und bei der Jagdstrategie.
Das bedeutet, dass ein junger Delphin in seiner Gruppe aufwachsen und lernen muss, die gleiche Sprache zu sprechen und beim Nahrungserwerb in und mit der Gruppe zusammen zu arbeiten.
Ein Zoodelphin würde es vielleicht noch schaffen, im Meer einen Fisch zu fangen. Aber für ein so hoch soziales Wesen wie einen Zahnwal ist ein Fisch eben nicht alles. Er existiert nicht allein in einem Vakuum, sondern als Mitglied einer Gruppe mit aktiven sozialen Interaktionen.
Tursiops truncatus kommt fast weltweit in allen gemäßigten und warmen Meeren vor, besteht aber aus lokal sehr unterschiedlichen Populationen mit signifikant unterschiedlichen Verhaltensweisen.
Einen Zoodelphin auszuwildern, wäre etwa so, als einen Menschen, der in der Großstadt einem Bürojob nachgeht, bei einem indigenen Stamm am Amazonas auszusetzen.

Fazit:
Die Debatte über Delphinarien ist extrem ideologiebelastet.
Ich bin die erste, die laut „Ja“ zum Walschutz schreit.
NEIN zu Wildfängen und Walfang.
JA zu Delphinarien mit Tieren aus Nachzuchten unter sehr strengen Auflagen.

Alle Aussagen sind meine subjektive Meinung.
Ich habe lange mit Walen gearbeitet und habe viele eigene Erlebnisse und Erfahrungen gesammelt. Daneben spreche ich seit mehr als 20 Jahren dauernd mit anderen Menschen über Wale, darunter viele Forscher, Trainer und andere Wal-Erfahrene.
Leider sind diese Aussagen nicht schriftlich fixiert.
Alle meine Aussagen beziehen sich nur auf die deutschen Delphinarien, in denen die intelligenten Meeressäuger unter sehr strengen Tierschutzauflagen leben.
In vielen Delphinarien im Ausland, vor allem außerhalb Europas, ist die Situation ganz anders und durch nichts zu rechtfertigen.

Bettina Wurche

“Die Kunst, geheime Schriften zu entziffern” heißt das ominöse Buch, das im Jahr 1808 veröffentlicht wurde.  In der (hochinteressanten) Geschichte der Kryptologiebücher nimmt es keinen besonderen Platz ein. Die Zeit, in der die Grenze zwischen Kryptologie und Magie noch fließend war und dadurch einige skurrile Bücher entstanden, war 1808 vorbei. Die Zeit, in der die Telegrafie der Kryptologie einen enormen Schub versetzte, hatte dagegen noch nicht begonnen. “Die Kunst, geheime Schriften zu entziffern” entstand daher in einer recht unauffäligen Kryptologie-Epoche. Kryptologiebuch-Experte Tobias Schrödel schrieb über dieses Werk: “Es beschreibt hauptsächlich einfache Substitutionen und deren Dechiffrierung.” Es ist hier online abrufbar.

Interessant ist ”Die Kunst, geheime Schriften zu entziffern” heute nur noch wegen seines Autors. Dieser wird im Buch an keiner Stelle genannt und ist auch keiner anderen Quelle zu entnehmen. Tobias Schrödel, der dieses Rätsel entdeckt und erstmals veröffentlicht hat, hat selbstverständlich auch in den zwei bekannten Bibliografien zum Thema Kryptologie nachgeschaut: bei Shulman und Galland. Beide Werke nennen dieses Buch, geben aber keinen Autor an.

Immerhin: Das Vorwort von ”Die Kunst, geheime Schriften zu entziffern” ist signiert, und zwar mit den Zeichen “;+1Δ+o.”. Oder in Worten: Semikolon Plus Eins Delta Plus Kreis Punkt. Ob der Punkt am Ende wirklich zum Namen gehört oder ob er nun den Namen abschließt, ist nicht bekannt. Ich vermute eher Letzteres. Sollte dies zutreffen, dann haben wir es mit einem Sechs-Buchstaben-Kryptogramm zu tun, das man auch als ABCDBE schreiben kann (andernfalls wäre die korrekte Übertragung ABCDBEF). Es ist das kürzeste Kryptogramm, das in meiner Top-25-Liste vorkommt.

Es versteht sich von selbst, dass es für das Kryptogramm ABCDBE mehrere Lösungen gibt. Jedes sechsbuchstabige Wort, bei dem der zweite und der zweitletzte Buchstabe gleich und die anderen verschieden sind, passt (ähnliche Überlegungen gelten für ABCDBEF). Es geht aber hier nicht darum, eine Lösung zu finden, sondern die richtige. Zunächst sollte es sich um einen Namen handeln. Im zweiten Schritt sollte man untersuchen, ob es eine Person des jeweiligen Namens gegeben hat, die als Autor infrage kommt.

Falls Sie irgendwelche Ideen haben, können Sie diese gerne ins Kommentarfeld schreiben. Falls Sie sogar die Lösung herausfinden, sollten Sie diese bei MysteryTwister C3 einreichen. Von dort stammt dieses Rätsel. Tobias Schrödel hat es dort eingestellt. Bei MysteryTwister C3 gibt es außerdem ein Diskussionsforum zu diesem Kryptogramm, in dem in paar interessante Beiträge nachzulesen sind. Bei allem Eifer sollte man nicht vergessen, dass das Kryptogramm auch gar keine Lösung haben könnte – vielleicht handelt es sich nur um ein paar willkürlich aneinandergereihte Zeichen. Trotz allem wünsche ich viel Spaß beim Knobeln.

Der rote Riese Mira im Sternbild Walfisch gehört zu den wenigen Sternen, die auch mit freiem Auge deutliche Helligkeitsänderungen zeigen.

Es gibt viele Arten, wie Sterne ihre Helligkeit verändern können. Sogenannte kataklysmische Variable entstehen, wenn ein weißer Zwerg wiederholt zur Nova wird. Bedeckungsveränderliche bestehen aus zwei Sternen, die einander umkreisen und dabei das Licht des anderen blockieren. Die meisten Veränderlichen sind aber einfach nur Sterne, die heller und dunkler werden. Und das tun sie nicht durch eine Veränderung ihrer Größe. Man könnte ja meinen, der Stern wird deswegen heller, weil er sich ein wenig aufbläht und damit größer wird. Ein Stern, der pulsiert und deswegen auch seine Helligkeit verändert. Aber eine Veränderung der Größe hat nur einen geringen Einfluss auf die Änderung der Leuchtkraft. Dort läuft ein anderer Mechanismus ab, der mit der Opazität zu tun hat.

So bezeichnet man das Gegenteil von Transparenz. Die Opazität beschreibt bei Sternen, wie schlecht sie von Strahlung durchdrungen werden kann. Im Inneren eines Sterns entsteht die Energie durch Kernfusion und will dann hinaus. Das kann sie aber nicht sofort, weil sie andauernd gegen Elektronen und Atomkerne stößt und gestreut wird. Diese teilweise Undurchlässigkeit der Sternatmosphäre wird Opazität genannt und oft mit dem griechischen Buchstaben ϰ (kappa) bezeichnet. Wenn sich die Opazität im Sterninneren auf bestimmte Art und Weise verändert, dann kann der Stern zu pulsieren anfangen. Dieser Prozess heißt Kappa-Mechanismus und er funktioniert so:

Zuerst braucht man einen Stern, in dem die Opazität von der Temperatur abhängt. Das muss nicht im gesamten Stern so sein, es reicht, wenn es in einer Schicht der Atmosphäre so ist. Das kann zum Beispiel eine Schicht aus Helium sein. Helium ist ein Atom mit zwei Elektronen in der Hülle. Das heißt, es kann auch zwei Elektronen verlieren, also zweimal ionisiert werden. Wie oft und wie stark Helium ionisiert wird, hängt von der Temperatur ab. Und dort wo das Helium ionisiert ist, schwirren viele Elektronen herum und erhöhen die Opazität, weil die Strahlung an ihnen gestreut wird.

Jetzt passiert irgendwas; irgendeine kleine Störung von außen, die den Stern ein wenig komprimiert. Dadurch wird die Helium-Schicht näher an das Zentrum des Sterns geschoben und die Temperatur erhöht sich. Die erhöhte Temperatur erhöht die Opazität. Die Strahlung aus dem Inneren des Sterns kann nun schlechter nach außen dringen als vorher und “staut” sich unter der Helium-Schicht an. Dieser große Strahlungsdruck wirkt nun der Kompression entgegen und drückt die Helium-Schicht wieder nach außen. Die Temperatur sinkt, die Opazität sinkt und die Strahlung kann nach außen entweichen. Dadurch fällt der Strahlungsdruck weg, die Schicht sinkt wieder nach unten und der ganze Zyklus beginnt von vorne.

Dieser Kappa-Mechanismus funktioniert auch mit anderen Elementen außer Helium; es kommt immer auf die Art des Sterns an. Und ob ein Stern überhaupt eine Schicht mit temperaturabhängiger Opazität hat, hängt von seiner Lage im Hertzsprung-Russell-Diagramm (HRD) ab. Das habe ich hier ganz ausführlich erklärt. Es sieht so aus:

Die x-Achse zeigt die Temperatur eines Sterns, die y-Achse seine Helligkeit. Trägt man die Daten vieler Sterne ins HRD ein, dann liegen die nicht einfach irgendwo, sondern in bestimmten Bereichen. “Normale” Sterne liegen immer in der sogenannten Hauptreihe, die von links oben nach rechts unten verläuft. Erst am Ende seines Lebens, wenn der Brennstoff alle ist, wechselt der Stern seine Position in andere sogenannte “Äste” und wird ein Riese, Überriese oder weißer Zwerg.

Der sogenannte Instabilitätsstreifen verläuft im HRD von rechts oben nach links unten; ungefähr so (das ist kein exaktes Diagramm, ich hab das einfach nur mal grob skizziert):

Dort wo der Instabilitätsstreifen die verschiedenen Riesenäste und die Hauptreihe kreuzt, findet man die richtigen Bedingungen, damit ein Stern seine Helligkeit ändern kann. Dort haben die Sterne passende Ionisationsschichten und können pulsieren. Der Instabilitätsstreifen enthält die Cepheiden, die RR-Lyrae-Sterne, die Delta-Scuti-Sterne und diverse andere Gruppen Veränderlicher.

Astronomen aus der Schweiz haben nun aber eine neue Gruppe von veränderlichen Sternen gefunden, die nicht dort liegen. Nami Mowlavi und seine Kollegen von der Universität Genf haben sich Sterne im Sternhaufen NGC 3766 angesehen und bestimmt, welche davon veränderlich sind und welche nicht (“Stellar variability in open clusters I. A new class of variable stars in NGC 3766″ [PDF]). Dabei fanden sie jede Menge Sterne, die zu den bekannten Gruppen der veränderlichen Sterne gehören. Aber auch 36, die nirgendwo dazu passten. Diese offensichtlich neue Klasse von veränderlichen Sternen liegt in einem Bereich des HRD, in dem es eigentlich keine pulsierenden Sterne geben sollte. Das ist überraschend, seltsam und kann zwei Gründe haben. Entweder man hat sich vermessen. Es ist knifflig, die Parameter (Oberflächentemperatur, Schwerebeschleunigung an der Oberfläche, etc), die man braucht um den Stern passend einzuordnen, genau zu bestimmen. Vielleicht ist mit den Sternen alles ok und weitere Beobachtungen werden keine Anomalien mehr zeigen. Oder aber der Effekt ist real. Dann heißt dass, das wir noch einiges über das Innere der Sterne lernen müssen!

Noch weiß niemand, was genau der Grund für die unerwartete Variabilität ist. Vielleicht liegt es wirklich an ungenauen Modellen, die das Innere eines Sterns beschreiben. Vielleicht liegt es aber auch an Einflüssen, die bisher nicht berücksichtigt worden sind. Einige der neuen Veränderlichen rotieren ziemlich schnell und das könnte natürlich auch Auswirkungen auf die Abläufe im Innern des Sterns haben. Man wird noch viel beobachten und viel am Computer modellieren müssen, um dieses Rätsel zu lösen. Aber vielleicht könnte man mal damit anfangen, der neuen Gruppe einen brauchbaren Namen zu geben. Denn der Vorschlag der Schweizer Autoren ist etwas lau: “low amplitude periodic (or pulsating) A and late-B variables”.

Das Higgs-Teilchen scheint nun keine blasse Theorie mehr zu sein, und die Zahl der nachgewiesenen Exoplaneten wird fast täglich größer – und vor allem auch einige, die mit unserer Erde halbwegs vergleichbar sind. Gene werden entschlüsselt, und die Technik eröffnet immer neue Möglichkeiten.

Und dennoch:

Wenn man die meisten Sendungen im Fernseher betrachtet oder in die Zeitung schaut, dann bekommt man plötzlich das Gefühl, im Mittelalter zu hocken (und nicht etwa im ‘coolen’, sondern jenem, in dem man geistig mit einer Tüte über dem Kopf in der dunklen Ecke sitzt) …

Die meisten können Stunden mit Filmzitaten und Werbeslogans füllen, aber die wenigsten wissen, wo ihr Essen herkommt, wie ihr Telefon funktioniert, oder wo ihr Abwasser hingeht…  Vieles wird einfach so hingenommen und alles, was im Entferntesten etwas komplizierter werden könnte, wird von vorhinein abgelehnt. Kein Wunder, dass sich Leitungswasser in Flaschen mit handgemalten Sternchenetiketten verkauft wie geschnitten Brot.

Neugierde ist gut und Esoterik keine Lösung.

In dem Sinne,
ich freue mich auf eine spannende Zeit

Abbildung: XKCD

Bevor ich erkläre, warum das so ist, muss ich erst mal ein Geständnis loswerden: Bis vor kurzem stand das auch in einem meiner Vorlesungsskripte genau so wie oben erzählt. Klingt ja auch plausibel, warum sollte man es also nicht für korrekt halten?

Bevor ich erkläre, wo das Problem steckt, hier erst einmal ein Bild des Sonnenspektrums (Bild von Robert A. Rohde, aus Wikipedia):

In gelb seht ihr das Spektrum der Sonne an der Oberkante der Atmosphäre, in rot das, was unten ankommt. Die einzelnen markierten Moleküle sind die, die in der Atmosphäre einiges vom Licht absorbieren. Die blaue Linie gibt schließlich das theoretische Strahlungsspektrum eines idealen Körpers an, der eine Temperatur von 5250°C hat. Die Detail sind für uns aber gar nicht so wichtig, wichtig ist, dass ihr erst einmal seht, dass es ein klares Maximum bei etwa 500 Nanometern (1Nanometer=1 Millardstel Meter) gibt. Für das was kommt, können wir  die Feinheiten der Absorption erst einmal ignorieren.

Ebenfalls eingezeichnet ist der Bereich des sichtbaren Lichts.

Hier als nächstes ein Bild der Lichtempfindlichkeit unserer Augen:

Eingezeichnet ist die Empfindlichkeit der Augen für die drei Grundfarben sowie die Lichtempfindlichkeit der Stäbchen, die für’s Sehen bei wenig Licht zuständig sind. (Wenn ihr mehr über unser Farbsehen wissen wollt, klickt hier.) Auch hier sind die Details nicht so wichtig, aber dass insbesondere die Stäbchen ihr Empfindlichkeitsmaximum ziemlich genau in dem Bereich habe, wo auch das Maximum des Sonnenspektrums oben liegt, ist hoffentlich gut zu erkennen.

Wo also steckt das Problem? Dazu muss man sich angucken, was die Kurve des Sonnenspektrums, die ich oben gezeigt habe, eigentlich genau bedeutet. Dargestellt ist ja die Lichtintensität als Funktion der Wellenlänge. Die Einheit für die Intensität ist Watt pro Quadratmeter pro Nanometer. Watt ist die Einheit der Leistung (also der Energie pro Zeiteinheit), und die wird auf einen Quadratmeter normiert, weil – na klar -  auf eine größere Fläche auch mehr Sonnenlicht fällt. (Deswegen kann man mit einer Lupe ja auch kokeln: Man sammelt das Licht, das auf einen großen Bereich fällt und fokussiert es auf einen kleinen Punkt.)

Und warum wird die Strahlungsleistung in Watt pro Quadratmeter noch einmal durch einen Wert in Nanometern geteilt? Nun, wir wollen ja wissen, wieviel Licht bei einer bestimmten Wellenlänge ausgesandt wird. Die Wellenlänge ist aber eine reelle Zahl; man kann sie prinzipiell mit sehr hoher Genauigkeit angeben. Es ergibt nicht so schrecklich viel Sinn, sich zu fragen, wieviel Licht bei einer Wellenlänge von 502,65387245617 Nanometern ausgesandt wird. Also muss man die Lichtleistung irgendwie passend normieren. In der Grafik ist entsprechend angeguckt, wie groß die Strahlungsleistung pro Nanometer ist – ihr könnt euch also vorstellen, dass man erst alles Licht misst, das eine Wellenlänge zwischen 500 und 501nm hat, dann alles zwischen 501 und 502 usw.  Ganz ähnlich würde man es auch machen, wenn man zum Beispiel die Körpergröße von Menschen statistisch angibt – dann könnte man sagen, in Deutschland leben (rein geraten) 1,34 Millionen Menschen mit einer Größe zwischen 172 und 173cm, 1,41Millionen mit einer Größe zwischen 173 und 174cm und so weiter.

Ist daran irgendetwas auszusetzen? Erst einmal nicht, könnte man meinen. Doch Licht hat ja nicht nur eine Wellenlänge, sondern auch eine Frequenz – die Zahl der Schwingungen pro Sekunde. Diese beiden hängen miteinander zusammen: Das Produkt aus Wellenlänge und Frequenz ergibt gerade die Lichtgeschwindigkeit. Große Wellenlängen heißen also niedrige Frequenzen und umgekehrt. Wenn wir Licht mit einer Wellenlänge von 500 Nanometern ansehen, dann hat es eine Frequenz von 6 10¹⁴ Hertz (also Schwingungen pro Sekunde). Unser Wellenlängenintervall von 500 bis 501 Nanometer überstreicht dann den Frequenzbereich von 5,98 10¹⁴ Hertz (entsprechend 501 Nanometer) bis 6 10¹⁴ (entsprechend 500 Nanometer), also eine Breite von 2 10¹² Hertz.
Schauen wir dagegen bei einer Wellenlänge von 800 Nanometern, dann entspricht dem Intervall von 800-801 Nanometern eine Frequenz zwischen 3,745 10¹⁴ und 3,75 10¹⁴ Hertz, hat also nur eine Breite von 5 10¹¹ Hertz; es ist also deutlich kleiner geworden. (Wer’s mathematisch mag: Aus c=νλ folgt dν= -c dλ/λ².)

Wenn man also die Intensität des Lichts nicht auf die Wellenlänge, sondern auf die Frequenz normiert (zum Beispiel auf Intervalle mit einer Breite von 10¹⁴ Hertz), dann umfassen sie bei großen Wellenlängen einen größeren Bereich und enthalten somit mehr Licht. Diese beiden Grafiken (aus dem paper von Soffer und Lynch) zeigen das sehr deutlich. Hier erstmal das Standard-Bild:

Unten seht ihr die Skala für die Wellenlänge, so wie vorher, oben die für die Frequenz, an der schon deutlich wird, wie sich die Intervalle verschieben. Gleiche Wellenlängenintervalle sind offensichtlich nicht gleiche Frequenzintervalle. Unten im Bild ist nochmal die Effizienz unseres Auges aufgetragen und man sieht sehr schön, wie die Maxima nahezu perfekt zusammenpassen.

Schaut man sich dagegen den gleichen Plot für die Frequenz an, dann sieht das Bild so aus:

Und hier sieht man jetzt, dass in dieser Auftragung die beiden Maxima gar nicht mehr zusammenpassen – das Maximum des Sonnenspektrums liegt jetzt in einem Bereich, den wir nicht mehr wahrnehmen können (nämlich im Infraroten.)

Und welches Bild ist nun “richtig”? Letztlich sind beide gleich gut und gleich richtig – wir können die Intensität auf die Wellenlänge oder die Frequenz normieren (oder auf jede andere Variable, auch das Quadrat der Wellenlänge oder der Logarithmus wäre in Ordnung). Bei Dichteverteilungen gibt es immer unterschiedliche Möglichkeiten der Normierung, ob eine davon besser ist als eine andere, hängt von der Fragestellung ab. Für unseren konkreten Fall des Sonnenspektrums gibt es letztlich keine Darstellung, die besonders ausgezeichnet oder “besser” ist.

“Moment”, sagt jetzt vielleicht jemand, ” wie ist es denn mit der Empfindlichkeit unseres Auges? Müssten wir die nicht auch entsprechend umrechnen, so dass sich das Maximum auch verschiebt?” Nein, das müssen wir nicht. Man kann es schon daran sehen, dass wir offensichtlich nicht durch eine bloße Umrechnung infrarotes Licht wahrnehmen können. Wenn wir Licht detektieren, dann spielt es keine große Rolle, ob das Licht eine Wellenlänge von 500Nanometer oder 500.001 Nanometer hat – wir fragen uns einfach, wieviel Licht wir wahrnehmen (wie stark also die Reizung unserer Netzhaut ist), wenn eine bestimmte Energiemenge bei einer Wellenlänge von 500Nanometer einfällt – solange das einfallende Licht in hinreichend guter Näherung deine einzige Wellenlänge hat, spielt die genaue Breite des Wellenlängenintervalls keine Rolle, es kommt nur auf die Energiemenge an.

Ist unser Auge denn nun optimiert? Nicht besonders, muss man fairerweise zugeben. Insekten und Vögel können beispielsweise Bereiche des Spektrums sehen, die uns nicht zugänglich sind; das allein zeigt schon, dass es mit der Optimierung so weit nicht her sein kann. Licht mit Wellenlängen von weniger als etwa 320 Nanometer kommt auf der Erdoberfläche nahezu nicht an (wie ihr im obersten Bild sehen könnt) – da liegt also eine natürliche Untergrenze für das sichtbare Licht. Umgekehrt gibt es auch eine Obergrenze: Wäre unser Auge empfindlich für Licht mit Wellenlängen von mehr als 1400 Nanometern, dann würden wir auch dann etwas sehen, wenn wir die Augen zumachen, denn dann würde die Wärme innerhalb unseres Körpers ausreichen, die Sehzellen anzuregen.

Das verfügbare Spektrum hat also eine Breite zwischen 320 und 1400 nanometern. Davon sehen wir nur einen vergleichsweise kleinen Teil, der etwa 20 % der gesamten Strahlungsleistung ausmacht. Besonders optimal erscheint das nicht. Sollte die Evolution nicht besseres leisten?

Eine mögliche Antwort darauf (aus dem paper von Soffer und Lynch) ist die Absorption von Wasser. Das Sehen hat sich ja im Wasser entwickelt und entsprechend sollte man erwarten, dass das Auge vor allem in den Bereichen empfindlich ist, die nicht durch Wasser absorbiert werden können. Das Absorptionsspektrum von Wasser und die Empfindlichkeit unserer Augen passen einigermaßen gut zusammen. Ich halte diese Erklärung aber für etwas fragwürdig – immerhin hat sich die Empfindlichkeit der Augen (zumindest bei den Stäbchen) im Laufe der Evolution verschoben und andere Tiere haben andere Empfindlichkeitsbereiche; einige Frösche beispielsweise können bis in den Bereich von 330 Nanometern hinein sehen. Da Frösche genau wie wir von (denselben) Wassertieren abstammen, stellt sich die Frage, warum die Frösche diese Bereiche sehen können und wir nicht.

Eine mögliche Antwort, die mir dazu einfällt, ist die, dass wir uns ja aus Nachttieren entwickelt haben. Schaut man sich das Spektrum des Mondlichts an, das man auf dieser Seite findet, dann sieht man, dass Mondlicht weniger blaue und ultraviolette Anteile hat als Sonnenlicht. Dass wir in diesem Bereich nicht so gut sehen, könnte also daran liegen, dass wir uns mehr an das Licht bei nacht angepasst haben. (Achtung, diese Spekulation ist auf meinen eigenen Mist gewachsen und nicht irgendwie abgesichert.)

Ein anderes Problem, das die möglichen wahrnehmbaren Wellenlängen einschränken könnte, sind die Moleküle, die zur Lichtwahrnehmung zur Verfügung stehen. Je größer die Lichtwellenlänge, desto kleiner ist die Energie der Photonen, und das bedeutet auch, dass die Moleküle, die das Licht absorbieren sollen, immer größer werden müssen (das liegt an den Energieniveaus der Elektronen in den Molekülen, die bei langen Molekülen dichter zusammenrücken). Solche langen Moleküle tendieren dazu, instabil zu werden, so dass es vielleicht mit größerem Aufwand verbunden ist, sie im Körper herzustellen. (Diese Spekulation wiederum stammt direkt aus dem paper von Soffer und Lynch.)

Ob das Auge also in irgendeiner Weise für das Sonnenspektrum oder das Licht auf der Erde optimiert ist, ist nicht so klar (obwohl es natürlich daran angepasst ist, das ist keine Frage (ich sehe schon, wie dieser Text von irgendwelchen Kreationisten missbraucht wird – auch wenn die sich dann natürlich fragen lassen müssen, warum denn Gott – Verzeihung, der “intelligente Designer” – das Auge nicht optimiert hat)). Wie so oft zeigt sich, dass eine scheinbar einfache und überzeugende Idee am Ende leider doch nicht stimmt.

PS: Durch ein kleines Versehen (falschen Knopf geklickt) war kurzfristig ein Entwurf des textes freigeschaltet – alle die das verwirrt hat, bitte ich um Entschuldigung.

Some paradoxes, errors, and resolutions concerning the spectral optimization of human vision

B. H. Soffer, D.K. Lynch,

Am. J. Phys. 67  (11), November 1999

A better presentation of Planck’s radiation law
Jonathan M. Marr and Francis P. Wilkin

http://arxiv.org/abs/1109.3822v3

Da gibt es zwei Möglichkeiten. Ein schwarzes Loch ist zwar schwarz, hat aber immer noch Masse. Sie sind zwar keine Staubsauger, aber sie verhalten sich so wie alle anderen Objekte mit Masse. Wenn man nun irgendwo einen Himmelskörper beobachtet, der einen anderen umkreist und der andere aber nicht zu sehen ist, dann stehen die Chancen gut, dass es ein schwarzes Loch sein muss. Durch detaillierte Beobachtungen kann man dann sogar rausfinden, wie groß und schwer das schwarze Loch sein muss. Das hat man zum Beispiel beim zentralen schwarzen Loch der Milchstraße so gemacht.

Bei der zweiten Methode nutzt man die Tatsache, dass ein schwarzes Loch zwar schwarz ist, seine Umgebung aber nicht notwendigerweise! Befindet sich in der Nähe des Lochs Materie – die zum Beispiel von einem Stern stammen kann, der das Loch umkreist – dann fällt die nicht einfach so direkt ins Loch sondern umgibt es scheibenförmig und bewegt sich auf spiralförmigen Bahnen zum Loch. Ein schwarzes Loch mit so einer Akkretionsscheibe ist ein aktives schwarzes Loch. Das Material, das es umgibt bewegt sich enorm schnell und dabei entsteht Strahlung. Und diese Strahlung können wir beobachten!

Wie die Umgebung eines schwarzes Lochs genau aussieht, hat die NASA simuliert, gemeinsam mit der Johns Hopkins University und dem Rochester Institute of Technology. Man hat an einem Supercomputer untersucht, wie sich Gas in der Nähe eines schwarzen Lochs verhält (“X-ray Spectra from MHD Simulations of Accreting Black Holes”). Das Ergebnis ist (unter anderem) dieses schöne Video, das uns zeigt, was wir beim Blick auf das schwarze Loch sehen könnten (wenn wir Röntgenstrahlen sehen könnten):