Gesundheit: Kurven im Kopf

Gerhard Huisken malt einen Stern. Nicht so, wie unsereins zur Weihnachtszeit einen Stern darstellen würde. Huisken zieht eine lange gerade Linie über die Tafel und zeichnet eine kleine Mulde ein. Voila!

„Ich bin nicht so gut beim Malen", sagt der Direktor am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Golm bei Potsdam. Aber die spielerische Art, mit der er mit seinem Stern umgeht, lässt bereits erahnen, was ihn als Mathematiker auszeichnet. Die kleine gekrümmte Linie verwandelt sich rasch in ein intellektuelles Werkzeug, mit dem Huisken astronomische und alltägliche Fragestellungen gleichermaßen angeht.

Die geistige Welt, in der sich Gerhard Huisken bewegt, ist seit Jahren durch gekrümmte Linien, Flächen und Räume charakterisiert. Ob es ein Stern ist, der Dank seiner enormen Anziehungskräfte den ihn umgebenden Raum krümmt, oder ob es um heißes Aluminium geht, das gerade erkaltet und sich zusammenzieht – Huisken gelingt es wie kaum einem anderen, derartige Naturerscheinungen auf elegante Weise mathematisch zu beschreiben.

Den mit 1,55 Millionen Euro höchstdotierten deutschen Forschungspreis, den Leibniz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft, erhält der 44-Jährige aber auch aus einem anderen Grund. Huisken ist ein Grenzgänger zwischen den Wissenschaften. Er trägt die Kultur der Mathematik in die Physik hinein und lässt sich umgekehrt von den Naturwissenschaften inspirieren.

Dieser Austausch hat eine lange Tradition. In den vergangenen Jahrzehnten sind insbesondere die theoretische Physik und die Mathematik in manchen Teilgebieten immer enger zusammengewachsen. Doch die Ressentiments sind damit hüben wie drüben nicht verschwunden. So gilt die theoretische Physik etlichen Mathematikern als zu spekulativ, als Fachgebiet, dem am schnellen Resultat mehr gelegen ist als am strengen Beweis.

Huisken hat keine Angst davor, die Physik könnte die Mathematik verwässern. Die Mathematik hat den gebürtigen Hamburger, der schon mit 24 Jahren promovierte und sich mit 28 an der Universität Heidelberg habilitierte, durch und durch geprägt. Eine ähnliche Passion hat er allenfalls noch für das Klavierspiel und die Musik.

Huisken kommt erst zur Ruhe, wenn alle disparaten Elemente zu einer Ordnung zusammenfinden. Es reicht ihm nicht, wenn die Ergebnisse nur von der Struktur her schön sind. „Zur Ästhetik gehört auch die quantitative Genauigkeit“, sagt er. „Wir Mathematiker müssen unsere Ergebnisse immer sauber absichern. Aber das heißt nicht, dass wir nicht über die Grenzen unseres Faches hinausschauen sollten.“

Bei langjährigen Forschungsaufenthalten im australischen Canberra und in Princeton in den USA hat Huisken sein Interessensgebiet sukzessive ausgeweitet: von der Analysis über die Geometrie zur Physik. Seit April dieses Jahres ist er Direktor an einem Institut, dessen Schwerpunkt in der Erforschung kosmologischer Prozesse liegt: des Urknalls, der Gravitationswellen oder der geheimnisvollen Schwarzen Löcher.

„Andere Kollegen ziehen ihre Intuition vielleicht eher aus der mathematischen Axiomatik“, sagt Huisken. „Für mich ist die Beziehung zur Physik wichtiger. Ich finde es zum Beispiel faszinierend, dass ein und derselbe Typ von Differentialgleichungen auf so viele verschiedene physikalische Phänomene anwendbar ist."

Die Erscheinungen, von denen er nun spricht, zeichnen sich allesamt durch gekrümmte Oberflächen aus. Er erzählt von einem Wasserstropfen, der oben am Hahn klebt. Langsam fällt der Tropfen hinunter und schnürt sich dann mit einem Male ab. „Die Oberflächenspannung zerreißt ihn in zwei Teile. Mich interessiert, wie dieser Prozess im Einzelnen abläuft. Wie sieht der Tropfen aus, kurz bevor er auseinander fällt? Wie kann ich das mathematisch beschreiben? Gleichzeitig möchte ich von den Physikern wissen, wie sie sich das vorstellen.“

In seinen Augen ist ein Stern ein ähnlich krummes Ding wie ein Wassertropfen. Huisken geht noch einmal zur Tafel zurück. Und während er mit einem Stück Kreide die Wanderung eines Sterns durch das Weltall inszeniert, ist er gedanklich schon in Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie eingetaucht – in der Welt der gekrümmten Flächen und Räume ein kleiner Sprung. „Man kann sich nur schwer vorstellen, dass ein dreidimensionaler Raum gekrümmt ist und schwingt“, sagt er. Aber mit der Zeit entwickele man auch dafür eine bildliche Intuition.