Starten wir unsere Sommeranfangszeitreise einmal im Jahre 1891:
von Paul Hombach
Was ist Sonifikation?
Der Begriff bedeutet „Verklanglichung“. Es geht
mir speziell um die Vertonung astronomischer Daten. Das können z.B.
Zahlenwerte aus der Planetenbewegung sein, etwa die Helligkeit des Planeten
und seine Position am Himmel, oder die Termine von bestimmten Himmelsereignissen.
Die Idee ist, solchen Zahlen Klänge
oder Rhythmen zuzuordnen, um astronomische Zusammenhänge nicht
nur zu veranschaulichen, sondern quasi zu veran-hör-lichen (es gibt
nicht mal ein richtiges Wort dafür...).
Das hat wenig mit Spärenklängen
oder Esoterik zu tun, sondern ist in erster Linie eigener Spaß,
aber auch ein wissenschafts-didaktisches Experiment: Ob es gelingt,
kosmische Abläufe auch über den Hörsinn zu vermitteln.
Angefangen habe ich mit den Astro-Vertonungen
1997 für eine amateurastronmische Tagung. Erst später lernte
ich, daß es ähnliche Verfahren in anderen
Wissenschaftsbreichen schon gibt (z.B. in der Biologie: die Darstellung
der DNA-Sequenz als Tonfolge) und das Prinzip „Sonifikation“
heißt.
Ich begreife mich dabei als eine Art
„Astro-Arrangeur“: Die Daten gibt die Natur vor, als Musiker kann ich
Auswahl und Umsetzung bestimmen. Zu dem so gewonnenen Material läßt
sich ggf. eine weitere Begleitung hinzufügen bzw. improvisieren.
Beispiel 1: Sommersonnenwende
Zuerst ein einfaches Beispiel: das Datum der Sommersonnenwende. Aus einer Folge von Kalenderdaten soll eine Reihe von Tönen werden. Das Datum des der Sommersonnenwende (kalendarischer Sommeranfangs) fällt gewöhnlich auf den 21. Juni. Es liegt in der Natur des Gregorianischen Kalenders mit seinen Schaltregeln, daß dieses Datum von Jahr zu Jahr ein wenig um den 21.6. schwankt; mal kann es auch der 22., 20. oder gar 19. Juni sein. Über einige Jahrhunderte betrachtet, sollen die Sommeranfänge als eine Folge von Tönen dargestellt werden nach der einfachen Regel: Der 19. Juni sei ein a, der 20.ein h, der 21. ein c' und der 22. ein d' - also die vier aufeinander folgenden weißen Tasten von a bis d auf dem Klavier.
Starten wir unsere Sommeranfangszeitreise einmal im Jahre
1891:
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Wie man hört, dominiert der Ton c', also der 21.6., der manchmal über Jahre stabil und monoton reperkussiv erklingt. Um diesen Grundton herum erklingen in unregelmäßiger Folge die Töne h und d', man vermeint bisweilen einen Rhythmus wahrzunehmen, dann ändert sich die Struktur wieder. Das ganze erinnert etwas an minimal-music.
Die Tonfolge erscheint uns recht selbstähnlich
und suggeriert die Tonart C-Dur, entsprechend dem Tonmaterial das
wir wählten und dem Ausgangspunkt 21.6. gleich c'. Die Struktur
des Gregorianischen Kalenders gewährt eine lange Stabilität
dieses Eindrucks, doch wenn wir weit in die Zukunft hören, etwa zu
Beginn 25. Jahrhunderts, erleben wir eine Überraschung:
Solstitien 2
Mehr und mehr dominiert der Ton h, erstmals auch umspielt vom a. Das tonale Zentrum verschiebt sich, irgendwann nimmt unser Ohr h-Moll statt C-Dur wahr.
Woher kommen die Daten?
Die o.g. Daten wurden einer langen Tabelle aus den
Astronomical Tables von Jean Meeus entnommen und per Hand Ton für
Ton in den Sequenzer eines Keyboard gespielt.
Es gibt Astronomische Daten natürlich
haufenweise im Internet, in Jahrbüchern, oder man rechnet sie
mit Planetariumssoftware o.ä. selbst.
Geht die Umsetzung automatisch?
Solche Zahlenkolonnen, deren Layout den Charme eines Telefonbuches verströmt, wecken den Wunsch nach einer automatisierten Vertonung nach dem Motto: Man entnehme die Daten einem Textdokument und stecke sie in ein Programm, das nach frei wählbaren Vorschriften daraus eine Tonfolge erzeugt. Auf der Suche nach einem solchen Programm stieß ich 1999 auf ein Projekt des Sportwissenschaftlichen Instituts der Uni Bonn. Eine Forschergruppe um Dr. Alfred Effenberg widmet sich der Sonifikation von Bewegungsabläufen bei Sportlern mit dem Ziel verbesserter Trainingsmethoden oder Reha- Maßnahmen. Mit Hilfe eines für diese Arbeit entwickelten Sonifikationsprogramms, das Daten aus einer Tabelle stufenlos in Tonhöhen und Lautstärken umwandelt, sonifizierten wir die Mondphasen und den Mondabstand zur Erde im Jahr 2000:
Beispiel 2: Mondphasen und Erdnähe
Hier werden also zwei Parameter miteinander dargestellt. Die Tonhöhe repräsentiert die Mondgestalt: Am höchsten Punkt der Tonkurve ist Vollmond, am tiefsten Neumond. Graphisch würde der Tonhöhenverlauf als Sinuskurve mit 12-13 Amplituden pro Jahr erscheinen. Dieser Tonhöheninformation überlagert ist der Erdabstand des Mondes als Lautstärke: Ein naher Mond erklingt laut, ein ferner leise mit allen entsprechenden Zwischenstufen. Erdnähe und Vollmond fallen in der Regel nicht zusammen, beide Perioden - die Zeit zwischen zwei Vollmonden und die zwischen zwei Erdnähen - sind unterschiedlich lang, entsprechend wandert das Lautstärkemaximum relativ zur Tonhöhe:
Mondphasen
Der Effekt ist hörbar, wenn auch das Resultat dem musikalischen Ohr nicht gerade schmeichelt. Dem Astro-Arrangeur eröffnet die "zu Fuß Methode" größere Spielräume und die Wahl diskreter statt fließender Tonhöhen wird auch zu musikalisch ansprechenderen Ergebnissen führen.
Beispiel 3: Marsnähe und Deklination
Etwa alle zwei Jahre überholt die Erde unseren äußeren
Nachbarplaneten Mars auf der Innenbahn. Sonne, Erde und Mars bilden
dann eine Linie, wir sprechen von einer Marsopposition. Da die
Planetenbahnen elliptisch sind (besonders die des Mars) kann der dabei
erreichte Minimalabstand zwischen Erde und Mars sehr unterschiedlich
ausfallen: Zwischen rd. 56 und 101 Mio km! Im Jahre 2003 gab es mit 55.76
Mio km die größte Annäherung seit ca. 60'000 Jahren!
Ein kleiner Abstand bedeutet auch, dass Mars am Himmel besonders
hell leuchtet bzw. dass er im Teleskop größer erscheint, als
in „ungünstigen“ Oppositionsjahren.
Dabei gibt es einen merkwürdigen Zusammenhang: Besonders
nahe Marsoppositionen fallen in die Sommermonate, wenn Mars für
unsere Breiten dann tief am Himmel steht. Die Marsposition kann zwischen
–27° über 0° bis +26° Deklination (das ist sozusagen
der „himmlische Breitengrad“) betragen. Das sind 54 Ein-Grad-Schritte,
denen auf dem Keyboard die Tasten zwischen dem großen C (-27°)
über es’ (0°) bis zum f’’’ (+26°) entsprechen sollen. So
erhalten wir die Tonhöhe.
Man kann als zu vertonenden Parameter für die Marsentfernung
den Abstand in Mio km, den scheinbaren Durchmesser oder die Marshelligkeit
verwenden. Im Folgenden verwende ich den Durchmesser, der zur Opposition
zwischen 13“.8 und 25“.1 (Angabe in Bogensekunden) betragen kann. Dabei
gilt: Ein naher Mars soll laut erklingen, ein ferner leise. Die Lautstärke
entspricht bei Keyboards dem sog. Velocity-Wert, der eine Skala von
0-127 hat. Entsprechend habe ich die Velocytwerte zugeordnet (13“ =
Vel 10, 25“ = Vel 127).
Für die Marsvertonung gibt es nun drei einfache Regeln:
1. Jede Marsopposition sei ein Tonereignis.
2. Je nördlicher Mars am dabei Himmel steht, desto höher
der Ton.
3. Je näher uns Mars dabei kommt, desto lauter der Ton.
Als Klang verwende ich hier einen Trompetensound, scheint
mir passend für den Kriegsgott Mars zu sein. Die „Rekord-Opposition“
von 2003 ist zusätzlich durch einen Glockenton markiert:
Beispiel 4: Die Sichtbarkeiten des Planeten Merkur
Das folgende Beispiel ist wieder per Hand auf dem
Sequenzer programmiert und nutzt vier grundsätzliche Informationsmöglichkeiten
der Musik gleichzeitig: Tonhöhe, Tondauer, Lautstärke und
Klangfarbe. Vertont werden die Sichtbarkeiten des Planeten Merkur
im Zeitraum 1976 bis 2005.
Merkur ist der innerste Planet des Sonnensystems
und entfernt sich von der Erde aus betrachtet nie weit von unserem
Zentralgestirn, ab einem gewissen Mindestabstand kann es aber für
eine Sichtbarkeit reichen. Da sich Merkur deutlich schneller um die Sonne
bewegt als wir, kommt es für einen irdischen Betrachter theoretisch
zu insgesamt je vier einander abwechselnden Abend- und Morgensichtbarkeiten
pro Jahr. Doch selbst wenn Merkur einen respektablen Winkelabstand, auch
Elongation genannt, erreicht, heißt das für unsere Breiten
noch nicht, daß wir ihn auch sehen können. Es gilt: Wenn überhaupt,
können wir ihn im Zeitraum Januar bis Juni für einige Tage
am Abend- und zwischen Juli und Dezember am Morgenhimmel erspähen.
Wir Mitteleuropäer bekommen in der Regel nur ein bis zwei Abend-
und ebenso viele Morgensichtbarkeiten per anno mit.
Uns interessieren nur die Tage, an denen
Merkur seinen maximalen östlichen oder westlichen Abstand zur Sonne
erreicht. Das Datum dieses Ereignisses gibt uns die Tonhöhe, in
dem wir das Jahr in 24 halbe Monate unterteilen und jedem Halbmonat einen
Halbtonschritt auf der chromatischen Tonleiter zuordnen, also erste Januarhälfte
= c, zweite Januarhälfte = cis bis zum h' der zweiten Dezemberhälfte.
Wir kommen ergo mit zwei Oktaven für die Jahresdarstellung aus.
Diese Halbmonatsauflösung reicht uns, da eine bestimmte Merkursichtbarkeit
von Jahr zu Jahr um etwa 17 Tage früher eintrifft. Wir erleben
eine absteigende Folge von gebrochenen Dreiklängen,
hier z.B. die Merkur-Abendsichtbarkeiten der Jahre 1976 ff
Der maximale Winkelabstand des Merkur kann wegen
seiner elliptischen Bahn sehr unterschiedlich ausfallen, dieser Umstand
wirkt auf die Tondauer: Eine kurze staccato- Achtel steht für
eine geringe, eine lange Viertelnote für eine große Maximalelongation.
Die Klangfarbe unterscheidet zwischen
Morgen- und Abendsichtbarkeiten. Dabei stellt das Klavier die Abend-
und ein Oboensound die Morgenelongationen dar.
Die Lautstärke spiegelt die Sichtbarkeitsbedingungen
für Mitteleuropäer wieder. Günstig beobachtbare Elongationen
sind laut, ungünstige leise. Entsprechend hören wir in
der unteren Oktavlage laute Klaviertöne und eine sehr leise Oboe
während in der zweiten Jahreshälfte, also bei den hohen Tönen
die Oboe lauter und das Klavier leiser wird.
Lassen Sie das Resultat - 35 Jahre
Merkursichtbarkeiten in einer Minute - einmal auf sich wirken:
Merkursichtbarkeiten 1976 - 2005
Auch wenn es sich nur um eine einstimmige Tonreihe handelt, so ist der Informationsgehalt doch recht komplex und dabei durchaus suggestiv.
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