Die Physik versucht, die Welt in all ihren Größenordnungen zu verstehen. Sie reicht von der Beschreibung winziger Atome bis hin zur Struktur gewaltiger Galaxien. Trotz dieser enormen Spannweite folgen alle Ebenen denselben grundlegenden Naturgesetzen.

Auf der kleinsten Skala stehen Atome und ihre Bestandteile im Mittelpunkt. Atome bestehen aus einem winzigen Kern und einer Hülle aus Elektronen. Die Wechselwirkungen zwischen diesen Teilchen bestimmen die Eigenschaften von Elementen und chemischen Verbindungen. Warum Gold glänzt, warum Wasser flüssig ist oder warum Eisen magnetisch sein kann, lässt sich auf physikalische Prozesse im atomaren Bereich zurückführen.

Noch tiefer blickt die Teilchenphysik. Sie untersucht Protonen, Neutronen und Elektronen sowie noch fundamentalere Bausteine wie Quarks. In großen Beschleunigeranlagen wie dem CERN werden Teilchen mit enormer Energie aufeinander geschossen, um ihre Eigenschaften zu erforschen. Solche Experimente helfen zu verstehen, wie Materie unmittelbar nach dem Urknall beschaffen war.

Auf mittleren Skalen erklärt die Physik die Bewegung von Körpern, die Ausbreitung von Wellen und die Umwandlung von Energie. Mechanik, Thermodynamik und Elektrodynamik beschreiben Phänomene, die wir im Alltag direkt beobachten können. Von der Funktionsweise eines Motors bis zur Übertragung von Radiowellen – überall wirken dieselben physikalischen Prinzipien.

Auf kosmischer Ebene schließlich beschäftigt sich die Astrophysik mit Sternen, Schwarzen Löchern und Galaxien. Sterne entstehen aus gewaltigen Gaswolken, in deren Innerem Kernfusion Energie freisetzt. Galaxien bestehen aus Milliarden von Sternen, die durch Gravitation zusammengehalten werden. Selbst die großräumige Struktur des Universums lässt sich mit physikalischen Modellen beschreiben.

Besonders faszinierend ist, dass Theorien, die im Mikrokosmos entwickelt wurden, auch für den Makrokosmos relevant sind. Prozesse im Inneren von Sternen beruhen auf Kernphysik, während die Bewegung von Galaxien durch Gravitation bestimmt wird. So verbindet die Physik scheinbar getrennte Welten zu einem einheitlichen Bild.

Von Atomen bis zu Galaxien zeigt sich: Die Vielfalt des Universums entsteht aus wenigen grundlegenden Regeln. Indem die Physik diese Regeln entschlüsselt, ermöglicht sie ein tiefes Verständnis der Natur auf allen Ebenen der Realität.