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Was wäre wenn … Die Physik des Unmöglichen

Was wäre wenn … Die Physik des Unmöglichen

Lässt sich ein Hurrikan mit einer Atombombe aufhalten? Kann ich meine DNA verlieren? Würde ein Mensch den Einschlag eines Monsterblitzes überleben? WdW analysiert Szenarien, die so wahrscheinlich nie passieren werden – aber einen spannenden Einblick in die faszinierende Welt der Physik gewähren …
  • … die Erde plötzlich stehen bliebe?

    iStock/forplayday

    Mit rund 1700 Kilometer pro Stunde bewegt sich ein am Äquator stehender Mensch durch die Eigenrotation der Erde. In Richtung der Pole sinkt seine Geschwindigkeit immer weiter ab, bis sie schließlich null erreicht. Menschen in Zentraleuropa rasen immer noch fast überschallschnell dahin. Bei einem plötzlichen Stopp der Erde würden sich nicht nur sie, sondern auch Gebäude oder Ozeane aufgrund ihrer Trägheit mit eben dieser Geschwindigkeit in Richtung Osten weiterbewegen. Selbst wenn es irgendwie gelänge, sich festzuhalten: Auch die Luft der Atmosphäre würde weiterrotieren und sich im nächsten Moment in die mit Abstand stärksten je gemessenen Stürme verwandeln. Die Luft würde sich durch die Reibung so stark erhitzen, dass eine Feuerwalze entstünde. Danach gäbe es bei einem Stillstand der Erde nur noch einen Sonnenaufgang pro Jahr: sechs Monate glühend heißer Tag, abgelöst von sechs Monaten eiskalter Nacht – sogar am Äquator.

  • … die DNA aus jeder menschlichen Zelle entfernt werden würde?

    iStock/cosmin4000

    Gerade einmal 150 Gramm wiegt das gesamte Erbgut eines Menschen, das als DNA in jeder der rund 100 Billionen Körperzellen abgelegt ist. Sollte es auf wundersame Weise verloren gehen, nimmt man also zunächst einmal um eben diesen Betrag ab. Doch mehr als ein winziges Zucken durch den Verlust an Volumen in den Zellen passiert erst mal nicht – auch wenn der Tod bereits unvermeidbar ist. Denn ohne DNA, also ohne Zell-Bauplan, kann der Körper keine „Ersatzteile“ mehr produzieren. Besonders schwer wiegt das in den Hochleistungsfabriken unseres Körpers: Der Verdauungstrakt verdaut sich selbst, und ohne Nachschub an weißen Blutzellen aus dem Knochenmark überfluten Bakterien den Körper. Die Folgen ähneln denen einer schweren radioaktiven Verstrahlung, die ebenfalls das Erbgut schädigt: Innerhalb von Stunden kommt es zum völligen Kollaps des Körpers.

  • … man einen Elfmeter mit Lichtgeschwindigkeit schießen würde?

    iStock/lexaarts

    Könnte man einen Elfmeter mit nahezu Lichtgeschwindigkeit schießen und somit den Ball auf fast eine Milliarde km/h beschleunigen, hätte das fatale Auswirkungen: Der Ball wäre so schnell, dass den Luftmolekülen keine Zeit zum Ausweichen bliebe. Einzelne Sauerstoff- oder Stickstoffatome würden stattdessen mit Wasserstoff-oder Kohlenstoffatomen der Balloberfläche fusionieren. Entlang der Flugbahn entwickelte sich eine permanente thermonukleare Explosion, die hochenergetische Gammastrahlung freisetzte. Ausgehend vom Freistoßpunkt, würde sich eine Blase glühend heißen Plasmas bilden. Diese Blase erreicht nach etwa 50 Nanosekunden zuerst den Torwart und verbrennt ihn. Nicht einmal den Stoß könnte er sehen, denn das Licht mit dieser Information ist ja ungefähr gleich schnell unterwegs. Doch zu halten gäbe es sowieso nichts: Der Ball hätte sich längst in einer projektilförmigen Wolke aus Plasma aufgelöst.

  • … ein Mensch in ein Abklingbecken mit radioaktiven Brennelementen fallen würde?

    Imago/Hans Blossey

    Solange man an der Oberfläche schwimmt, kann nichts passieren. Das typischerweise 30 Grad warme Wasser ist ein hervorragender Schutz vor der radioaktiven Strahlung in mehreren Metern Tiefe. Doch Achtung: Nicht tauchen! In der Nähe der verschlossenen Behälter am Boden steigt das Risiko. Alle sieben Zentimeter verdoppelt sich die Strahlungsintensität. Spätestens bei einem Meter Abstand beginnt die Todeszone. Und eine einzige Berührung der Kisten mit der Schulter hätte bereits den Strahlentod innerhalb von Stunden zur Folge. Deshalb müssen die Taucher, die das Becken regelmäßig warten, auch höllisch aufpassen, den Behältern nicht zu nahezukommen. An der Wasseroberfläche sind die Taucher aber sogar sicherer als auf dem Trockenen: Das Wasser schützt sie vor der natürlichen Radioaktivität.

  • … alle Menschen versuchen würden, Rhinoviren auszurotten?

    iStock/Eraxion

    Es sind vor allem die sogenannten Rhinoviren, die eine gewöhnliche Erkältung auslösen. Die ist lästig, doch nicht weiter schlimm. Denn nach einigen Tagen hat unser Immunsystem die Eindringlinge zerstört – bis dahin steckt jeder Mensch allerdings im Schnitt eine weitere Person an. Würde man das gesamte Festland der Erde nun in einzelne Quarantäne-Stationen aufteilen, um diesen Kreislauf zu durchbrechen, hätte jeder Mensch etwas mehr als zwei Hektar und rund 77 Meter Platz zum Nachbarn zur Verfügung. Da die Viren nun keine neuen Opfer mehr fänden, könnte man sie so tatsächlich innerhalb weniger Wochen ausrotten. Das Problem: Zum einen gingen die Kosten für eine erkältungsfreie Welt in die Billiarden. Zum anderen bestünden gute Chancen, dass ein paar Viren überleben: In Menschen mit schwachem Immunsystem können Rhinoviren sogar Jahre ausharren. Und diese wenigen Wirte reichen aus, dass durch sie wieder die gesamte Welt infiziert werden würde.

  • … wir Milliarden von Laserstrahlen auf den Mond richten würden?

    EduardMoldoveanuPhotography

    Es ist extrem teuer, von der Erde aus den Mond anzuleuchten – vielleicht gäbe es sonst schon Werbeeinblendungen am Nachthimmel? Weder mit Milliarden von üblichen Fünf-Milliwatt-Laserpointern noch mit nicht zugelassenen Ein-Watt-Geräten ließen sich sichtbare Veränderungen erzielen. Der Lichtstrahl eines Lasers streut sich auf dem 384.000 Kilometer weiten Weg und bedeckt schließlich etwa zehn Prozent der Mondoberfläche. Das Sonnenlicht überstrahlt den Fleck aber um mehr als das Tausendfache. Um eine winzige Aufhellung auf dem Mond auszulösen, brauchte man Milliarden der 30.000 Watt starken, wassergekühlten Lampen des IMAXFilmsystems. Und um mit der Helligkeit des Sonnenlichts mithalten zu können, ist die gleiche Anzahl an Ein-Megawatt-Lasern nötig. Doch für deren Dauerbetrieb reicht der gesamte Energievorrat der Erde nicht aus.

  • … man eine Atombombe im Auge eines Hurrikans zünden würde?

    iStock/Harvepino

    Mehr als ein Lichtblitz passiert abgesehen von der radioaktiven Verseuchung wohl nicht. Ein vollständig entwickelter Wirbelsturm hat eine Leistung von bis zu 200 Terawatt, von der gerade einmal ein Zehntel in mechanische Energie – also in Wind – umgewandelt wird. Das entspricht der Zündung einer großen Zehn-Megatonnen-Atombombe alle 20 Minuten. Zum Vergleich: Die Energie von Hiroshima war rund 1.000-mal schwächer. Von einer Atombombe lässt sich ein Hurrikan also nicht beeindrucken. Das liegt auch an ihrer Funktionsweise: Sie verdankt ihre Zerstörungskraft einer gewaltigen Schockwelle, die sich vom Zentrum mit Überschallgeschwindigkeit wegbewegt. Die Explosion ändert aber nichts an den riesigen Druckunterschieden, aus denen ein Hurrikan seine Kraft bezieht: Um ihn zu schwächen, müsste man mindestens eine halbe Milliarde Tonnen Luft in das rund 20 Kilometer große Auge des Hurrikans blasen.

  • … der Erdradius um einen Zentimeter pro Sekunde zunähme?

    iStock/freie-kreation

    Wenn sich die Erde plötzlich ausdehnen und trotzdem ihre Dichte beibehalten würde, würden wir am ersten Tag nichts spüren – außer einem sanften Ruck, so wie beim Anfahren einer Rolltreppe. Genau 864 Meter in Richtung Weltall legt eine Person alle 24 Stunden bei einer Geschwindigkeit von einem Zentimeter pro Sekunde zurück. Der am ersten Tag um 5,4 Kilometer angewachsene Erdumfang lässt noch keine Gebäude einstürzen. Da mit der Masse der Erde auch ihre Schwerkraft steigt, wiegt ein Erwachsener nach einem Tag zehn Gramm mehr. Nach einem Jahr hat die Schwerkraft um noch erträgliche fünf Prozent zugenommen. Aber nach 40 Jahren wäre die Schwerkraft bereits dreimal so groß, und nur die Stärksten von uns könnten dann noch aufrecht gehen. Nach 100 Jahren und mit der sechsfachen Schwerkraft könnten Menschen nur noch in Druckkammern unter Wasser existieren. Und nach 300 Jahren würde die Anziehungskraft der Erde selbst den Mond zerkrümeln, für kurze Zeit hätte der Planet Ringe wie der Saturn.

  • … wir alle Ozeane leer pumpen würden?

    iStock/azerberber

    Das Challengertief im Pazifik ist mit 10 994 Metern Tiefe der tiefste Punkt aller Ozeane. Würden wir dort einen 30 Meter breiten Stöpsel ziehen und das Wasser könnte in einen fiktiven Pool darunter schießen, würde der weltweite Meeresspiegel am ersten Tag nicht einmal um einen Zentimeter fallen. Es dauert mehrere 100 000 Jahre, um alle Ozeane der Erde abzulassen. Doch mit etwas Geduld würden Großbritannien und alle deutschen Inseln schon bei einer 50-Meter-Absenkung des Meeresspiegels Teil des europäischen Festlands werden. Ist der Meeresspiegel um drei Kilometer gesunken, erhebt sich das größte Bergmassiv der Erde aus dem Atlantik: der Mittelozeanische Rücken. Ab dieser Größenordnung sind die Ozeane nicht mehr miteinander verbunden, zurück bleiben kleinere Binnengewässer. An den tiefsten Stellen steht das Wasser immer noch rund fünf Kilometer hoch. Ein lebensbedrohlicher Zustand: Die Menge reicht nicht, damit das Phytoplankton der Ozeane weiterhin 80 Prozent allen Sauerstoffs produziert. Die Menschheit würde ersticken.

  • … alle Blitze der Welt im selben Moment an derselben Stelle einschlagen würden?

    iStock/sharpness71

    Etwa 100-mal blitzt es pro Sekunde auf der Welt, das macht schätzungsweise zehn Millionen Blitze pro Tag. Ein Bündel von einer Million Blitze – das ist etwa die Anzahl, die pro Tag tatsächlich den Erdboden erreicht – hat etwa einen Durchmesser von sechs Metern. Ihr Einschlag am Boden würde aber einen Krater von mindestens dem vierfachen Durchmesser sprengen. Die dabei an Luft und Untergrund freigesetzte Energiemenge entspricht der von zwei kleinen Atombomben – und auch die Zerstörungskraft wäre ähnlich: Die Hitze und die Expansion des sich aus der Luft bildenden Plasmas würde kilometerweit Bäume knicken und Gebäude zerstören. Hitze und Licht setzten alle brennbaren Oberflächen im Umkreis in Brand. Erst ein Kupferkabel von einem Meter Dicke als Blitzableiter könnte mit diesem Megablitz fertigwerden – doch nur, solange der Erdboden noch nicht erreicht ist: Denn der leitet Strom nicht mehr so gut und würde deshalb explodieren.

Lässt sich ein Hurrikan mit einer Atombombe aufhalten? Kann ich meine DNA verlieren? Würde ein Mensch den Einschlag eines Monsterblitzes überleben? Wdw analysiert Szenarien, die so wahrscheinlich nie passieren werden – aber einen spannenden Einblick in die faszinierende Welt der Physik gewähren …

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