Gottfried August Bürger: Münchhausen

Illustrator: August von Wille 1856

Mit dem Fahrstuhl ins All

Space Elevator - Weltraumlift - Seildynamik

Als der Pariser Eiffelturm 1895 fertig gestellt war, hatte der russische Lehrer und Raketenpionier Ziolkowski die Idee (den Traum), am Erdäquator einen Turm bis ins Weltall zu bauen. Der Science Fiktion Autor Athur C. Clarke beschrieb 1978 in seinem Roman The Fountains of Paradise das Konzept, mit 50000 km langen Weltraumseilen, die durch die Erdrotation stabilisiert werden, in die geostationäre Umlaufbahn der Erde zu gelangen.

 

Als der älteste Sohn 2006 eine kleine Facharbeit zu diesem Thema an einem Bad Godesberger Gymnasium anfertigen sollte, sah ich auch für mich  ein interessantes und schwieriges Problem, welches nicht der Punktmechanik angehörte. Meine Hoffnungen wurden nicht enttäuscht. Die Lösungen erstrahlten schließlich in voller Schönheit (Lagrange - Formalismus mit Funktionalen). Die mathematische Theorie erinnert in Vielem an John William Strutt, Baron Rayleigh: The Theory of Sound oder an Erwin Schrödinger: Quantisierung als Eigenwertproblem...

 

Ein am Erdäquator verankertes etwa 140000 km langes Seil, welches durch die Erdrotation stabilisiert wird.
Ein am Mond verankertes Seil, welches 250000 km zur Erde "herunterhängt".

In oberen Bild ist links schematisch die Erdkugel zu sehen, an der in der Äquatorregion ein etwa 140000 km langes Seil verankert ist. Die höchsten Zugspannungen treten am geostationären Punkt auf, hier durch eine kleine rote Kugel gekennzeichnet. Im unteren Bild ist ein Mondseil zu sehen, welches am Mond verankert ist und etwa 250000 km weit in Richtung Erde zeigt. Die höchste Zugspannung tritt hier am Lagrange'schen Punkt L1 auf. Mit den heute bekannten Materialien maximaler Reißfestigkeit ließe sich im Prinzip nur das Mondseil realisieren. Für das Erdseil kämen in Zukunft vielleicht spezielle bienenwabenförmige Kohlenstoffverbindungen (GRAPHEN) in Frage.

 

Doch wahrscheinlich bleiben diese Dinge auch noch in den nächsten 50 Jahren reine  wissenschaftlich - technische Fiktionen...

Die 13 ersten Eigenschwingungen eines Erdseiles. Die Gestalt entspricht sehr gut den Legendre - Polynomen.
Seildynamik und Kettenfontäne
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Die Kettenfontäne

Die Kettenfontäne Idealisierte Kettenfontäne im Stadium des Wachstums

Im Jahre 2013 konnte der BBC Science Presenter Steve Mould zeigen, dass eine spezielle 50 Meter lange Kugelkette nicht einfach aus einem Glasbecher zu Boden fällt, sondern sich zusätzlich eine Fontäne ausbildet. Das Verhältnis aus Steighöhe zu Fallhöhe lag bei dieser realen Kettenfontäne bei etwa 1/6. Eine exakte Theorie auf Grundlage der Lagrange - Theorie liefert  für die idealisierte Kettenfontäne ohne Bodenkontakt das Verhältnis y1(t)/y2(t) zu 1/(2+sqrt{10}) ~ 0.194...Bei einer Fontäne mit Bodenkontakt ist dieses Verhältnis sogar 1/(1+sqrt{7}) ~ 0.274... Beide Verhältnisse  müssen als theoretische Obergrenzen für reale Fontänen verstanden werden. Die von Biggins & Warner so ausführlich postulierte "abstoßende Kraft" aus dem Becherboden mit einem fiktiven Parameter ist sehr fragwürdig; eine "durch reactio entstehende treibende Schubkraft" tritt nur bei einer wachsenden Fontäne ohne Bodenberührung auf; bei Bodenkontakt des fallenden Endes fließt die Kette plötzlich völlig "gewichtslos" Auch die Fließgeschwindingkeit der stationären Kettenfontäne ist geringer als von Biggins & Warner prognostiziert.

 

Die einfachste Lagrange-Theorie ist im obigen Buch dargestellt. Die Kettenfontäne (chain fountain) ist ein sehr schönes Beispiel dafür, wie problematisch  in der klassischen Mechanik der "Kraftbegriff" ist. Man wird hier an Heinrich Hertz (1857-1894) erinnert, der in seinem Artikel - Die Prinzipien der Mechanik in neuem Zusammenhange dargestellt - versucht hat, den Kraftbegriff in der Mechanik zu eliminieren.

 

Die Kettenfontäne wäre  die ideale Realisierung des indischen Seiltricks, wenn man - utopisch - ein etwa 1000 km langes Stahlseil in ein 1000 km tiefes Erdloch hineinfallen ließe. Bevor dieses Seil vollständig im Erdloch verschwindet, würde es in einer Schleife viele Kilometer in den Himmel aufsteigen - gegen die Erdanziehung - bevor es dann für immer im Loch verschwände.  

 

 

Oskar Herrfurth (1862 - 1934); Quelle: Wikipedia Commons

Als Münchhausen in türkischer Kriegsgefangenschaft war, kam er einmal mit Bären in Kampf. Er schleuderte seine silberne Axt nach ihnen. Aber sie flog in die Höhe und fiel auf den Mond. Alsbald pflanzte er eine türkische Bohne, die rasch emporwuchs, bis sie sich an einem Horn des Mondes rankte. Münchhausen kletterte zum Mond und holte seine Axt. Da die Sonne aber die Bohne ausgetrocknet hatte, musste er beim Abrutschen immer wieder ein Stück abhauen und unten anknüpfen. (Postkartenrückseite).

 

Die unglaublichen Geschichten des Freiherrn von Münchhausen (1720-1797)  wurden ab 1785 in mehreren Auflagen in England von Rudolf Erich Raspe (1736-1794) und in Deutschland ab 1786 von dem Dichter Gottfried August Bürger (1747-1794) zusammengestellt.

Jede hinreichend fortschrittliche Technologie ist von Magie nicht zu unterscheiden.

 

Arthur C. Clarke  (1917-2008)

Aktuelles

kritisch betrachtet

Was der Autor A. Unzicker bei Telepolis in seinem Artikel "Die Dunkle Energie ist tot - es lebe Einstein" vom 25. Oktober 2016 schreibt, kann man nur als peinlich bezeichnen. Der von Unzicker zitierte Text negiert keineswegs die beschleunigte Expansion. Schon ein expandierender  Newtonscher  N-Teilchenring erfährt kurzfristig eine beschleunigte Expansion, wenn eine symmetrische Paarbildung einsetzt. "Dunkle Energie" ist hier nichts anderes als Gravitationsenergie. Von der Shapiro - Laufzeitverzögerung von Lichtsignalen hat der Autor wohl noch nichts gehört.  Seine Bezugnahme auf einen Artikel  Einstein's von 1911 zeugt von Halbwissen und Halbwahrheiten. Der "krawallartige" Artikel von A. Unzicker dient nicht der kritischen  Aufklärung an einigen Aspekten der heutigen Kosmologie, sondern  verwirrt den Laien vollständig und macht den Autor selber immer unglaubwürdiger.   

Hinweise auf eine angebliche Phase der "Inflation" im frühen Universum zerfallen zu Staub: Im März 2014 veranstaltete ein Team um den Harvard Astronomen J. Kovac (BICEP2) für eine völlig übereilte propagandistische Pressekonferenz (schon einen Tag vorher als  Sensation angekündigt!): Man hat in der Hintergrundstrahlung des Universums Signaturen einer Polarisation entdeckt, die angeblich eindeutig auf Gravitations-wellen in einer Inflationsphase des frühen Universums schließen lassen. Der eigentliche Skandal ist, daß man die Daten fast ausschließlich durch MIE-Streuung von Mikrowellen an inter-stellaren Staubteilchen erklären kann und muss -  und genau daran hatte das "Team" bei der Auswertung nur sehr unzulänglich gedacht! Ein aggessiver Versuch, die Öffentlichkeit durch Sensation zu täuschen und eine nicht überprüfbare (nicht falsi-fisierbare) Theorie (Inflations - Hypothese) salonfähig zu machen. Der Citation-Index dieser Veröffentlichung ist inzwischen wesentlich höher als ihr Widerruf. Die Raffgier nach Forschungs-geldern und Nobelpreisen treibt auch in der Wissenschafts - Industrie  immer bizarrere Blüten...

Nachweis angeblich überall im Universum vorhandener DUNKLER MATERIE gescheitert! Das bis jetzt empfind-lichste Experiment LUX in Sanford/South Dakota USA konnte in einer ersten Phase Ende Oktober 2013 keine WIMPs - Teilchen feststellen, die angeblich einen großen Teil der angeblich existierenden Dunklen Materie ausmachen sollen. Alle früheren angeblichen Nachweise sind somit fehlerhaft gewesen. Ein sehr wichtiges, schönes und befriedigendes Resultat "Die Sekte der Gläubigen an die "Dunkle Materie", die sich selber als alternativlos ansieht,  bleibt so weiter in der Krise.  Hauptsache ist, der Rubel rollt und irgendwelche unkritischen Journalisten predigen fest die Dogmen den Gläubigen. Ob  so weiterhin der von Teilchenphysikern  geschürte "Big Science" Teilchen-Lobbyismus  mit der platten Devise - Wir verstehen nichts, können aber alles erklären - das vorher-schende Dogma bleiben wird, wissen nur die Sterne...