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Ein fliegender Superheld.

Die Physik der Superhelden

Von Mechanik über Energie bis Quantenmechanik erklärt der US-amerikanische Physiker James Kakalios die Welt der Physik mit Szenen aus Comics. Bei den Technologiegesprächen in Alpbach gab er einen Einblick in die Wissenschaft hinter den Comic-Helden.

Comic 29.08.2011

Der Tod auf der Brücke

Der Grüne Kobold ist Spidermans Erzfeind. Um den Superhelden zum Kampf herauszufordern, entführt der Kobold dessen Freundin Gwen Stacy und bringt sie auf einen Pfeiler der George Washington Brücke in New York. Während des Kampfes fällt Gwen von der Brücke. Spiderman versucht sie zu retten. Er schießt sein Spinnennetz aus der Hand nach seiner Freundin. Das Netzt fängt Gwen im freien Fall am Fuß. Glücklich, sie gerettet zu haben, zieht Spiderman sie in die Höhe. Doch als er sie in Händen hält, stellt er fest, dass seine Freundin tot ist. Zunächst ist nicht klar, warum Gwen gestorben ist.

Laut Kakalios lässt sich dies mit Physik leicht erklären: Man kann sich fragen, wie schnell Gwen fällt, wenn sie von der Brücke 100 Meter in die Tiefe stürzt und wenn man den Luftwiderstand vernachlässigt. Vermutlich erreicht Spidermans Freundin in Kürze 150 Kilometer pro Stunde. "Wenn Gwen mit 150 km/h in die Tiefe stürzt und mit dem Zehnfachen der Erdbeschleunigung innerhalb von, sagen wir, einer halben Sekunde abgebremst wird, dann ist es überhaupt nicht unwahrscheinlich, dass ihr Genick bricht", sagt der Physiker James Kakalios von der Universität Minnesota in Minneapolis.

Und in der Tat ist das Geräusch des brechenden Genicks im Comic sogar eingezeichnet. Die Erklärung des Grünen Kobolds im Comic, wonach Gwen schon alleine durch den Fall gestorben sei, bevor Spiderman sie auffangen konnte, ist laut Kakalios jedoch Schwachsinn.

Superman mit Bauschutt

Technologiegespräche in Alpbach:

Von 25. bis 27. August finden im Rahmen des Europäischen Forums Alpbach die Technologiegespräche statt, organisiert vom Austrian Institute of Technology (AIT) und der Ö1-Wissenschaftsredaktion. Das Thema heuer lautet "Technologie als Chance - Verantwortung für die Zukunft". Dazu diskutieren Minister, Nobelpreisträger und internationale Experten u.a.

Ö1-Hinweise:

Eine Reihe von Sendungen begleitet das Europäische Forum Alpbach 2011 in Ö1. Die Technologiegespräche stehen im Mittelpunkt von Beiträgen in den Journalen, in Wissen aktuell, in den Dimensionen und bei der Kinderuni.

Der Physik der Superhelden widmet sich auch ein Beitrag in den Dimensionen, 29.08.2011, 19:05.

Nicht immer hat die Physik in den Comics derart dramatische Folgen. Und nicht immer muss sie, wie in dieser Szene, stimmen. Wenn Superman ein Hochhaus aus dem Boden reißt und damit davon fliegt, sind die Superkräfte des Helden nicht das einzige, was diese Handlung im echten Leben unmöglich macht. Denn auch wenn ein Held tatsächlich derart stark wäre, das Gebäude würde dabei nicht mitspielen, erklärt Kakalios.

Denn würde man ein Gebäude hochheben, würde es unter seinem eigenen Gewicht zusammenfallen. Biegekräfte würden die strukturelle Stärke der Gebäudematerialen übersteigen. Superman hätte also kaum eine Chance, irgendwo mit einem intakten Gebäude anzukommen. Vermutlich hätte er nur noch ein paar Betonbrocken und ein paar Rohre in der Hand und würde im Flug eine Spur an Bauschutt hinterlassen.

Spannende Prüfungsfragen

Auf die Idee mit den Superhelden ist Kakalios vor einigen Jahren gekommen. Er hat Beispiele für eine Prüfung zu einem seiner Seminare gesammelt. Doch Kakalios hat nicht die gleichen, schon oft wiederholten Beispiele als Fragen vorlegen wollen.

Cover des Buches Physik der Superhelden.

Rowohlt Verlag

Die Physik der Superhelden in Buchform, erschienen im Rowohlt-Verlag.

Daher hat der Comicfan in seinen Heften nach geeignetem Stoff gesucht und ist fündig geworden. Die Idee ist bei den Studentinnen und Studenten gut angekommen. Später hat Kakalios ein Seminar angeboten, in dem er Physik mit dem Leben der Superhelden erklärt. Kurz danach hat er den Stoff in einem Buch zusammengefasst.

Mittlerweile berät Kakalios sowohl Hollywood als auch Comicautoren. Denn auch wenn es selbstverständlich nicht möglich ist, mit Lichtgeschwindigkeit zu laufen oder dass Menschen aus eigener Kraft fliegen: Die in Filmen und Comics dargestellte Physik muss in Details doch stimmen, damit Leserinnen und Seher nicht das Interesse verlieren. Denn würden die Zuseherinnen und Zuseher Fehler bemerken, wären sie von der Geschichte abgelenkt und verlieren das Interesse daran.

Schiffsbergung mit Tischtennisbällen

Die richtige Physik in einem Comic kann sogar Folgen für das echte Leben haben. So hat eine Firma einmal versucht, ein Patent zum Bergen von Schiffen anzumelden: In den Rumpf gespritzter Kunststoffschaum sollte dabei die Schiffe an die Wasseroberfläche bringen. Doch ein Comic mit Dagobert Duck machte dem einen Strich durch die Rechnung.

In dem Heft wurde einige Jahre vor der Patentanmeldung ein Schiff auf ähnliche Weise geborgen: Um nach Schätzen zu suchen, füllten die Comicfiguren das Wrack mit Tischtennisbällen. Das Patentrecht sieht jedoch vor, dass ein allgemeines Prinzip nicht patentiert werden kann, wenn es zuvor bereits publiziert wurde. Ob Tischtennisbälle oder Kunststoffschaum dabei verwendet wird, spielt dann keine Rolle.

Verständliche Begriffe

In seiner wissenschaftlichen Arbeit untersucht James Kakalios physikalische Eigenschaften von festen Körpern und elektrische Potentiale in Nervenzellen. Das Ziel ist, geeignete Materialien für Solarzellen zu finden und die Mechanismen von Parkinson zu verstehen. Um komplexe wissenschaftliche Inhalte der Allgemeinheit zu erklären, verwenden Forscherinnen und Forscher oft das falsche Konzept, sagt Kakalios.

"Es gibt schrecklich viele spezifische Begriffe, die in der Wissenschaft verwendet werden. In manchen Fällen errichtet das eine Barriere. Wir müssen wissen, ob wir den Menschen die Terminologie vermitteln wollen, oder die grundlegenden Prinzipien", sagt Kakalios. Im zweiten Fall sollte man lieber leicht zu verstehende Worte benutzen.

Kakalios fand dazu ein Beispiel bei den Technologiegesprächen in Alpbach: Den Vortrag des Medizinnobelpreisträgers Michael Bishop. Er hat in Alpbach über Genmutationen bei Krebs gesprochen. "Er hat die Mutationen nicht mit ihren korrekten biologischen Begriffen genannt, sondern hat sie als eingeklemmtes Gaspedal oder funktionierende Bremse bezeichnet. Das ist sehr hilfreich, wenn man zu einem breiteren Publikum spricht", sagt Kakalios.

Nachfragen mit der Superkraft der Intelligenz

Ebenso könne es helfen, die wissenschaftlichen Inhalte in eine Geschichte zu verpacken – zum Beispiel eben jene der Superhelden. Denn viele Menschen würden sich bei unverständlich formulierten Erklärungen nicht nachzufragen trauen. Wenn Kakalios seinen Kolleginnen und Kollegen im Labor etwas unverständlich erklärt, fragen diese sofort nach. Doch der Nachbar, dem am Wochenende beim Gespräch über den Gartenzaun ein Aspekt aus der Welt der Physik vermittelt wird, traut sich dies nicht. Dabei könnte jeder Mensch wissenschaftliche Inhalte verstehen, sagt Kakalios: "Wir alle haben eine Superkraft. Wir sind nicht so stark wie ein Bär und können nicht fliegen wie ein Adler, aber wir alle haben unsere Intelligenz. Das zeichnet uns auf diesem Planeten aus. Das ist unsere Superkraft. Und wir sollten sie jeden Tag einsetzen. Denn die Kräfte des Bösen lauern immer."

Mark Hammer, science.ORF.at

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