Professor Star Trek

Metin Tolan weiss, warum James Bond seinen Wodka-Martini geschüttelt trinkt und wer wahrscheinlich die Fussball-EM gewinnen wird.

«Mit Reizen wie Ekel prägt sich die Physik besser ein», sagt Metin Tolan. Foto: Vanessa Leissring

«Mit Reizen wie Ekel prägt sich die Physik besser ein», sagt Metin Tolan. Foto: Vanessa Leissring

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Es ist früh morgens, kurz vor acht. Der Hörsaal 1 im Hörsaalgebäude 2 der Universität Dortmund füllt sich mit Studenten. Metin Tolan, Professor für Experimentalphysik, startet den Projektor. Der Titel der Vorlesung erscheint: «Warum es falsche Abseitsentscheidungen gibt.» In der nächsten halben Stunde wird Tolan erklären, warum Linienrichter alle Achtung verdienen. Unter Berücksichtigung der Verarbeitungszeit eines visuellen Reizes im Gehirn und der perspektivischen Verzerrung einer Szene sei die Leistung der Linienrichter geradezu unglaublich. «Eigentlich müssten neun von zehn Abseitsentscheidungen falsch sein», sagt Tolan. «Aber tatsächlich sind neun von zehn Entscheidungen richtig. Die Linienrichter sind besser, als es die Gesetze der Physik erlauben.»

Tolan ist ein Dozent, der die Physikvorlesung zum Event macht. Seit Jahren garniert er Vorlesungen mit populärem Stoff und hat dazu bereits drei Bücher publiziert. Darin diskutiert er die Physik von James Bond, den Untergang der Titanic sowie die Welt des Fussballs auf unterhaltsame Weise. Diese Woche hat er sein neuestes Werk präsentiert: «Die Physik von ‹Star Trek› – Warum die Enterprise nur 158 Kilo wiegt und andere galaktische Erkenntnisse». Für seine «besonders originelle Vermittlung physikalischer Fragestellungen und Forschungsergebnisse» erhielt Tolan 2013 den Communicator-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft und des Stifterverbands für die Deutsche Wissenschaft.

Angeberwissen für den Small Talk

Die humoristisch-physikalischen Betrachtungen zum Fussball gehören nicht zu den Pflichtvorlesungen. Die Vorträge am frühen Morgen sind Appetithäppchen für Interessierte. Um halb neun geht es dann richtig zur Sache. Rund 300 Studenten füllen den Saal. Es geht um Elektromagnetismus, den Tolan auch mit verblüffenden Beispielen illustriert. Er zeigt eine Szene aus dem Film «Live and Let Die». Darin verwendet Bond eine Uhr, die der Tüftler Q für ihn gebastelt hat. Bei einer Unterredung mit seinem Vorgesetzten M drückt Bond auf einen Knopf an der Uhr. Wenig später wird der Löffel, mit dem M eben noch seinen Tee umgerührt hat, angezogen: Er fliegt durch die Luft und bleibt an Bonds Uhr haften. Die Uhr habe ein hochintensives Magnetfeld erzeugt, klärt Bond auf, mit dem sich sogar eine Kugel ablenken liesse. «In dieser Uhr steckt alles drin, was man über Elektromagnetismus wissen muss», sagt Tolan.

Kann ein Elektromagnet, der in einer Armbanduhr Platz findet, wirklich einen Löffel aus 1,2 Meter Entfernung anziehen? Die Antwort hängt davon ab, was für einen Magnet Q in Bonds Uhr versteckt hat. Im einfachsten Fall, erläutert Tolan, bestünde der Magnet aus einer einzigen, stromdurchflossenen Leiterschleife. Dann brauchte es für den Löffeltrick einen Strom von rund 4,5 Milliarden Ampere. «Die Uhr würde auf mehrere Billionen Grad Celsius erhitzt. Bond würde sofort verdampfen», sagt Tolan. Ein Raunen geht durch den Hörsaal.

Faszination Kaffee

Später erläutert Tolan in seinem Büro, warum er James Bond, Star Trek und selbst Stan Laurel und Oliver Hardy immer wieder in seine Vorlesungen einbaut. Einerseits vermittle er mit diesen Dingen «Angeberwissen», das sich bestens für den Small Talk eigne. Zudem meint er, es lerne sich mit diesem humoristischen Zugang leichter. «Damit man sich etwas merken kann», sagt Tolan, «muss man Reize schaffen.» Ekel wäre ein typischer Reiz, der die Erinnerung fördert. Ein anderer Reiz wäre Überraschung, wie sie die Filmszenen bieten. «Zusammen mit der Filmszene prägt sich dann hoffentlich auch die Physik besser ein», sagt Tolan.

Tolan giesst sich eine Tasse Kaffee ein. «Kaffee ist physikalisch enorm spannend», sagt Tolan. Wenn man Milchkaffee umrührt, wird der Ton, den der an die Tasse klopfende Löffel beim Umrühren erzeugt, immer tiefer. «Das liegt daran, dass die Zahl der Bläschen im Milchschaum abnimmt und sich somit die Schallgeschwindigkeit im Kaffee ändert», sagt Tolan. Entsprechende Analysen wie zum Kaffee hat Tolan auch zur bedeutenden Frage gemacht, warum Bond seinen Wodka-Martini geschüttelt trinkt und nicht gerührt. Die Antwort: In einem geschüttelten Wodka-Martini sind die für den Geschmack massgeblichen Moleküle an der Oberfläche angereichert. Die ersten Schlucke schmecken also am intensivsten. Und Bond hat ja nie Zeit, den Wodka-Martini leer zu trinken.

«Der Warp-Antrieb funktioniert»

Seine früheste Kindheitserinnerung sei die Mondlandung, sagt der 1965 in Oldenburg (Schleswig-Holstein) geborene Tolan. Seine Eltern – sein Vater ist Türke und seine Mutter Deutsche – weckten ihn nachts, um bei den Nachbarn fernzusehen. So wurde ihm vermittelt, dass die Eroberung des Weltraums etwas Wichtiges ist. Weiter wuchs sein Interesse an diesem Thema in den 70er-Jahren, als «Star Trek» im Fernsehen lief. Mit seiner LegoSammlung baute er die Raumschiffe nach. «Meine Lego-Flotte bestand sogar aus vier Schiffen», sagt Tolan. «Ein grosser Teil meines Interesses an der Physik wurde von ‹Star Trek› ausgelöst.»

An ‹Star Trek› schätzt Tolan die Feinheit der wissenschaftlichen Sprache: «Nichts ist zufällig.» In seinem Buch geht er unter anderem der Frage nach, was ein Warp-Antrieb ist, mit dem das Raumschiff Enterprise grosse Distanzen überbrückt. «Der Warp-Antrieb nutzt die Raumkrümmung aus», sagt Tolan. «Theoretisch funktioniert das durchaus. Aber man brauchte 20 bis 30 Sonnenmassen, um einen Warp-Antrieb zu realisieren.»

Leben auf Jupitermond Europa

In seiner Forschung nutzt Tolan intensive Röntgenstrahlung, sogenannte Synchrotronstrahlung, wie sie der Ringbeschleuniger Delta der Universität Dortmund erzeugt. Damit untersucht er die Struktur von Materie, etwa von Proteinen. Unter welchen Bedingungen entfalten sich Proteine und verlieren so ihre biologische Funktion? Das spielt bei Krankheiten wie Alzheimer eine Rolle. Weiter untersucht er, wie stabil die Biomoleküle sind, aus denen wir aufgebaut sind. Können diese Biomoleküle die Drücke aushalten, wie sie zum Beispiel unter der Eisoberfläche des Jupitermonds Europa herrschen? «Wenn die Biomoleküle bei diesem immensen Druck instabil sind, dann könnte man zumindest die Chemie, wie wir sie hier haben, dort oben so nicht machen», sagt Tolan. «Doch die Biomoleküle haben sich als stabil genug entpuppt.» Das erhöhe die Wahrscheinlichkeit, an Orten wie dem Jupitermond Europa Leben zu finden.

Natürlich ist für den Fussballfan Tolan auch die Europameisterschaft ein wichtiges Thema, das er in den Vorlesungen am frühen Morgen aufgreift. Für die Schweizer Nationalmannschaft sind seine Berechnungen allerdings nicht sehr ermutigend: Mit 14,8 Prozent Wahrscheinlichkeit wird Deutschland Europameister, gefolgt von Frankreich mit 13,8 Prozent. «Die Schweiz spielt leider unter ‹ferner liefen›», sagt Tolan. «Ihr Torquotient, also die Anzahl Tore pro Spiel, ist einfach zu schlecht.»

Erstellt: 06.05.2016, 18:31 Uhr

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