Phänomene der WissenschaftGanz schön verdreht

Spiralen sind eine universelle Form im Wunderwerk der Natur. Einblicke in biologische Muster und mathematische Eleganz.

Universum – Am Anfang war die Spirale

Alles begann mit der Spirale. Nicht ganz am Anfang vielleicht, davor gab es nach aktueller Auffassung schließlich noch den Urknall, vor etwa 13,8 Milliarden Jahren. Aber schon einige Hundert Millionen Jahre später begannen Staub-, Gas- und Materiewolken zu verklumpen - und die ersten Galaxien entstanden. Zunächst waren es chaotische Gebilde, aber vor etwa elf Milliarden Jahren kam der folgenreiche Moment, in dem die Natur die Spirale erfand. Weil die inneren Sterne von Galaxien den Mittelpunkt aufgrund der Gesetze der Physik schneller umrunden als die äußeren, wird jede solche Struktur automatisch zu einer Spirale aufgewickelt.

Noch nicht ganz geklärt ist, wie sich die vielen Milliarden Sterne in den Spiralarmen verdichten. Vermutlich handelt es sich um Dichtewellen, die sich durch die Galaxie bewegen wie der Stau: Vorne rasen die Autos wieder los, während die neuen hinten abbremsen. Jedenfalls ist der Prozess universell, Spiralgalaxien sind die häufigsten Galaxien im Universum. Dazu gehört auch die hier illustrierte Milchstraße.

Das Prinzip Spirale taucht seither immer wieder auf. Im Bildband "Spirals and Vortices" des Springer-Verlags, aus dem einige der auf dieser Doppelseite gezeigten Bilder stammen, sind unzählige weitere Spiralen und Wirbel zu finden. Dazu gehören die spiralförmigen Gehäuse der Ammoniten, jene Kopffüßer, die vom Devon bis zur Kreidezeit über Hunderte Millionen Jahre die Meere bevölkerten und als Fossilien erhalten sind.

In ihrem Fall war nicht die Physik, sondern die Evolution am Werk: Spiralformen können auch das Ergebnis eines Wachstumsprozesses sein. Oder sie entstehen durch die Corioliskraft, die Luftströme auf der Nordhalbkugel nach rechts, auf der Südhalbkugel nach links ablenkt und so Tiefs, Hochs und Wirbelstürme rotieren lässt. Und als der Mensch schließlich auftauchte, produzierte auch er bald Spiralen in seinen Kultstätten und Gebäuden.

So beginnt man bald überall Spiralen zu sehen, wenn man sich mit dieser Form beschäftigt. Was sind schon die elliptischen Bahnen der Planeten oder die eckigen Formen unserer Häuser? Im Grunde leben wir in einer Welt der Spiralen. Von Marlene Weiß

Bild: Universal Images Group via Getty 29. Juli 2019, 12:212019-07-29 12:21:21 © SZ.de/fehu