Physik

Warum können Superrman & Co. alles, wozu wir Irdischen zu schlapp sind? Die Naturgesetze scheinen für sie nicht zu gelten – dabei steckt in ihnen viel mehr »echte« Physik, als wir denken.

Physikunterricht in der Schule ist dröge. Comic-Superhelden, die Hochhäuser stemmen und mit Lichtgeschwindigkeit rennen, sind cool. Und weil ihre Fähigkeiten auf Physik beruhen, könnten sie eigentlich den Physikunterricht zu einer obercoolen Veranstaltung machen. Wenn man sie in der Lehre »einsetzen« würde. Und genau das tut James Kakalios, Professor für Physik und Astronomie an der US-Universität von Minnesota. Wenn er seinen Studenten die Naturgesetze nahe bringen will, holt er die bunten Heftchen über »Superman«, »Spiderman« & Co. hervor, die seine akademischen Kollegen nicht mal mit der Kneifzange anfassen würden. Bei Kakalios dagegen stehen die fantastischen Geschichten im Zentrum einer Vorlesungsreihe mit dem Titel: »Alles, was ich über Naturwissenschaft weiß, habe ich aus Comics gelernt!« Ihre Helden haben Kakalios außerdem zu einem Buch inspiriert, in dem man alles noch mal in Ruhe nachlesen kann: »Physik der Superhelden«.

Aber sind die Mega-Power im Comic und die Gesetze der Natur nicht von vornherein unvereinbar? »Natürlich sind Superkräfte an sich physikalisch unmöglich«, so der Professor. »Aber bevor man anfängt zu sagen, das ist falsch und das geht sowieso nicht, räume ich jedem Charakter eine einmalige wundersame Ausnahme von den Regeln der Natur ein.« Will sagen: Wenn ich die Fähigkeiten eines Comic-Helden, etwa das widerstandslose Fliegen durch die Luft, als Voraussetzung akzeptiere – ist dann alles andere naturwissenschaftlich korrekt abgeleitet? Diese Frage beantwortet Kakalios in seinen Vorlesungen.

Beispiel »Flash«: Er kommt nahezu auf Lichtgeschwindigkeit und sprintet sogar über einen Ozean. Die Sause übers Wasser ist völlig nachvollziehbar. Kakalios: »Ebenso wie jemand in der Lage ist, Wasserski zu fahren, solange die Geschwindigkeit, mit der er gezogen wird, hoch genug ist, bewegt auch Flash sich schneller als die Reaktionszeit der Wassermoleküle.« Denn in dem Moment, in dem Flashs Fuß mit mehr als 160 km/h auf die Wasserfläche trifft, sind die Moleküle nicht mehr in der Lage, schnell genug auszuweichen – der Superheld surft im Höllentempo übers Wasser.

Dass er dabei nicht verglüht wie ein Meteorit beim Eintritt in der Erdatmosphäre, verdankt er seiner »Anti-Friktions-Aura«. Das ist eine Lufthülle, die er um seinen Körper legt und die er immer wieder blitzartig austauscht: Dadurch reduziert Flash den Luftwiderstand so stark, dass er der Lichtgeschwindigkeit nahe kommen kann. Wissenschaftlicher Humbug – klar. Aber akzeptiert man die spezielle Aura, ist alles Folgende wieder richtig. Zum Beispiel, als ihm die Comicfigur »Moppee« die Aura klaut: Flash kann jetzt zwar immer noch sehr schnell laufen — aber wenn er wie früher den Sprintturbo einschaltet, beginnt er zu glühen und muss vom »Gas« gehen. »Das ist im Comic physikalisch völlig richtig dargestellt«, sagt Kakalios.

Und Superman? Die meisten Menschen sind schon froh, wenn sie über einen Gartenzaun hüpfen können – aber der Comic-Held springt über 200 Meter hohe Häuser. Nach Newtons Bewegungsgesetzen hat der Professor berechnet, dass Superman dazu mit 230 km/h abspringen müsste. Und seine Beine müssten eine Kraft von 25000 Newton aufbringen – das entspricht der Gewichtskraft eines kleinen LKW. Geht natürlich nicht – außer man berücksichtigt die wundersame Herkunft von Superman. Er ist auf dem fantastischen Planeten Krypton aufgewachsen, von wo ihn der Herr Papa per Rakete auf die Erde geschickt hat – und in seiner kosmischen Heimat ist die Schwerkraft 17-mal so hoch wie auf unserem Planeten. Dadurch erklärt es sich wie von selbst, dass Superman viel stärkere Muskeln und Knochen entwickelt hat als unsereins. Für die ist die vergleichsweise lächerliche Erdgravitation kein ernst zu nehmendes Hindernis mehr. Deshalb ergeht es ihm auf der Erde nicht viel anders als einem irdischen Astronauten auf dem Mond: Er kann riesige Sprünge machen.

Der »Mann aus Stahl« tarnt sich in seinem irdischen Leben als Journalist – kommt aber kaum zum Schreiben, weil er dauernd in Telefonzellen in eine blau-rote Ganzkörperstrumpfhose schlüpfen muss. Oder er ist damit beschäftigt, Hochhäuser auf den Händen zu balancieren. Selbst wenn man akzeptiert, dass er auf Grund seiner Muckis bis zu 800000 Tonnen stemmen kann – das Kunststück mit den Wolkenkratzern entlarvt Kakalios als physikalischen Betrug: Ohne festes Fundament würden die Gebäude einknicken wie Kartenhäuser.

Auf der Suche nach »physical correct-ness« im Comic wurde der Professor bei »Batman« fündig. Der Schurke Victor Danning will Batmans Hauptquartier, die Bat-Höhle, ausfindig machen. Dazu lässt er unterirdisch Dynamit explodieren – auf seinem »Radar-Seismografen« könne er dann erkennen, wo sich der Hohlraum befindet. Das würde funktionieren. »Es trifft zu«, sagt Kakalios, »dass die Geschwindigkeit der Ausbreitung von Schockwellen abhängig ist von der Dichte des Materials, durch das sie sich bewegen.« Löcher im Gestein lassen sich damit ohne Schwierigkeit aufspüren.

Mit seiner naturwissenschaftlichen Spürnase ist der Professor auch den Geschichten von Spiderman auf den physikalischen Grund gegangen. Der mit den Fähigkeiten einer Spinne ausgestattete Held muss mitansehen, wie seine Freundin Gwen Stacy von einem Schurken namens »Grüner Kobold« eine Brücke hinuntergestoßen wird. Spiderman schießt einen Spinnfaden ab und fängt damit Gwen knapp über der Wasseroberfläche auf. Doch das Mädchen ist tot – was den Kobold in wissenschaftlich unhaltbares Triumphgeschrei ausbrechen lässt:»Ein Sturz aus dieser Höhe tötet jeden, und zwar noch vor dem Aufprall.« Nonsens, sagt Kakalios. Man kennt die Höhe der Brücke und kann somit ermitteln, dass Gwen mit etwa 95 km/h gefallen ist; daraus wiederum lässt sich die Stärke der Kraft errechnen, die beim ruckartigen Abfangen ihres Körpers gewirkt hat: Sie war so groß, dass sie das Genick des Mädchens brechen musste. Allein durch den freien Fall stirbt keiner.

Spidermans sagenhafte Kletterfähigkeit dagegen findet eine Entsprechung in der wirklichen Welt. Geckos können an glatten Decken und Wänden entlangkrabbeln: Millionen mikroskopisch feine Haare (so genannte Setae) an den Füßen der Tiere lassen sie an jeder Oberfläche »kleben« – nach dem Prinzip der elektrostatischen Anziehung! Wenn die Zahl der Setae ausreichend groß ist, hält Kakalios es für möglich, dass die Anziehungskraft (Fachausdruck: Van-der-Waals-Kraft) ausreicht, um auch das Gewicht von Spiderman zu tragen.

Quod erat demonstrandum – was zu beweisen war: Die skurrile Welt der Comics verliert den naturwissenschaftlichen Boden niemals vollständig unter den Füßen. Irgendwie beruhigend, dass unsere gewohnte Welt auch von Übermenschen nicht so ohne weiteres aus den Angeln zu heben ist. Und manchmal ist die Macht der Supermänner in Wirklichkeit eine Schwäche. Zum Beispiel bei dem jadegrünen »Hulk«. Der ist eigentlich ein Kernphysiker, aber zuweilen verwandelt er sich in einen Furcht einflößenden, zweieinhalb Meter großen 100-Kilo-Koloss. Während jeder Metamorphose wird seine Kleidung zerfetzt – mit Ausnahme der schicken violettfarbenen Hose: Wie durch ein Wunder wächst sie mit. Aber nicht, weil Hulk es will – sondern die sittenstrenge Comic-Aufsichtsbehörde in den USA: Helden ohne Hosen – da sei Gott vor!