Energieerhaltungssatz in der Literatur

Der Energieerhaltungssatz drückt die Erfahrungstatsache aus, dass die Energie eine Erhaltungsgröße ist, dass also die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems sich nicht mit der Zeit ändert. Energie kann zwischen verschiedenen Energieformen umgewandelt werden, beispielsweise von Bewegungsenergie in Wärmeenergie. Außerdem kann sie aus einem System heraus oder in ein System hinein transportiert werden, es ist jedoch nicht möglich, Energie zu erzeugen oder zu vernichten. Die Energieerhaltung gilt als wichtiges Prinzip aller Naturwissenschaften.[1]

Wikipedia zum Energieerhaltungssatz

Es gibt einen Energieerhaltungssatz in der Newtonschen Mechanik, es gibt einen in der Thermodynamik, einen in der Elektrodynamik, einen in der Relativitätstheorie und einen in der Quantenmechanik. Von einem in der Literatur war bisher jedoch noch nie die Rede. Dafür wird es nun aber höchste Zeit!

Das meine ich jetzt nicht metaphorisch oder so, also dass beispielsweise die emotionale Energie von einer Form in eine andere umgewandert werden kann.
Ich meine es ganz konkret: Man kann keine Energie erzeugen. Punkt.
Wenn Superman täglich die 12’000 kcal (=50208 kJ) verdrückt, wie es „The Mountain“ tut (was übrigens sehr viel Zeit in Anspruch nimmt), dann kann er pro Tag maximal 2’560’608 kg um zwei Meter1 anheben. Kein bisschen mehr, kein bisschen höher2.

Doch Superman kriegt das hin.

Denn es gilt als allgemein akzeptiert, dass Superman mehr als 100’000 kg zu stemmen vermag 3. Das entspricht etwa dem Gewicht eines Space Shuttle Orbiters oder eines halben Blauwals. Und wenn sich Superman schon die Mühe macht einen halben Blauwal hochzuheben, dann liegt die Vermutung nahe, dass er diesen irgendwohin bringen will4. Und da hat er dann auch bald mal sein Pensum an 50 Meter Höhendifferenz aufgebraucht.

Irgendwas geht da also nicht mit rechten Dingen zu…

Ich will nicht behaupten, dass hier die Energieerhaltung verletzt wird, denn der Schauplatz von Supermans Abenteuern, die Erde, ist kein abgeschlossenes System. Das heisst, wenn Superman in seiner Haut Photosynthese betreiben kann, dann stehen ihm (zumindest bei schönem Wetter) pro Sekunde nochmals jeweils 2.16 x 1367 Joule5 zur Verfügung, was bei einem halben Wal zusätzlich 1.02 Mikrometer ausmacht – was, wie ich denke, vernachlässigt werden kann.
Das heisst aber nicht, dass es nicht noch andere Möglichkeiten gibt. Vielleicht isst er zum Frühstück kryptonisches Müesli mit 42 YJ pro Löffel und hat es bisher einfach zu erwähnen vergessen. Oder vielleicht ist sein Wurmfortsatz, ohne dass es ihm bewusst wäre, ein Wurmlochfortsatz, durch das er die Energie aus fernen Sonnen absaugt. Wer weiss das schon, möglich wäre es…

So oder so, wenn man die Energieerhaltung berücksichtigt, fehlt die Energie, die Superman durch das Rumschleppen halber Wale zur Rettung von Kätzchen auf Bäumen verplempert, irgendwo im Universum, wo sie womöglich gerade bitter nötig wäre6.

Der Energieerhaltungssatz lehrt uns also, dass Superman (resp. der Autor) entweder flunkert, was seine Fähigkeiten betrifft, oder aber, dass das Retten von süssen Kätzchen ganze Galaxien in Gefahr bringt7.

Dass der Autor das nicht wollte, hat nichts zu bedeuten. Es passiert, weil es die einzig mögliche Schlussfolgerung ist.
Wenn der Autor seinen Helden einen Handgranate in eine Menschenmenge werfen lässt, die Detonation aber nicht beschreibt, dann hat sie sich nicht nicht ereignet. Ausser und nur wenn der Autor explizit erwähnt, dass es ein Blindgänger war. Und sich damit an den Energieerhaltungssatz hält!

Das gleiche gilt für Zauberei und alles andere, wo die Energieerhaltung scheinbar nicht so wichtig ist. Wenn Harry Potter einen Haufen Essen auf den Tisch zaubert (und wir wissen, dass das Essen nicht aus dem nichts entstanden ist, sondern es von irgendwoher stammt, und wir auch wissen, dass Harry keine Hauselfen beschäftigt), dann sitzt irgendwo auf der Welt eine Familie versammelt um einen leeren Tisch, nachdem die Mutter stundenlang für nichts und wieder nichts gekocht hat.

Die Konsequenzen sind da, auch wenn sie nicht erwähnt werden!

Und selbst wenn der Autor einen Disclaimer veröffentlich, dass in dieser Geschichte der Energieerhaltungssatz ganz bewusst nicht gilt, besteht ein Problem: Auch hier stehen wir vor der ernüchternden Tatsache, dass Superman (oder Harry Potter) mit seiner Fähigkeit aus dem Nichts Energie zu erschaffen eigentlich wesentlich mehr Gutes anstellen könnte. Verbrechensbekämpfung ist zwar nobel, wenn man dafür aber darauf verzichtet, weltweit für faire Wahlen zu sorgen, bei Hungerkatastrophen mit einem Pizzalieferdienst auszuhelfen und vor allem eine saubere und nachhaltige Energieversorgung8 sicher zu stellen, dann gehört auch er zu den Bösewichten9 und sein Kampf gegen die Unterwelt ist nichts anderes als ein Krieg um die Vorherrschaft in ebenjener.

The Physics of Krtek

Der Physiker Laurence Krauss erklärt in seinem Buch „Die Physik von Star Trek“ wie manche der auf den ersten Blick unmöglich erscheinenden Details im Raumschiff Enterprise aus physikalischer Sicht doch Sinn machen können.
Ich flehe ihn hiermit öffentlich und in aller Demut an sein physikalisches Genie auf einen weiteren Klassiker der Populärkultur zu richten: den kleinen Maulwurf, Krtek.

krtek in space
Krtek in Space

Als Motivation für diesen Genreschwenk biete ich neben der Tatsache, dass der Maulwurf genauso wie Star Trek schon im Weltraum war, gern auch das Star Trek Theme in Minute 4:29 vom Krtek a sněhulák (1997) an.

Folgenden beiden Rätsel würde ich persönlich höchste Priorität einräumen:

Akustik : Wie macht man Teig aus elektromagnetischen Wellen?
Krtek a muzika (1974)

Hydromechanik : Wie kann mit einer 5cm tiefen Rinne ein viel tieferes, stehendes Gewässer trocken legen?
Krtek a potopa (1997)

 

(Zur Zeit sind die entsprechenden Videos auf Youtube mal wieder aus urheberrechtlichen Gründen gesperrt. Wenn sie wieder verfügbar sind, werde ich sie hier wieder verlinken.)

Da sag mal einer, Mathe sei nicht wichtig…



In einem anderen Artikel stellte ich die These auf, dass jegliche Magie in einer Ignoranz zur Biologie gründet. Hier ist es natürlich vordergründig die Physik, die nicht mitspielt, doch auch hier nur weil sie eine biologische Unzulänglichkeit korrigieren soll. Denn die hier humorvoll dargestellte, zur Transformation nötige Energie wird für einen Umwandlungsprozess verwendet, der biologisch weit unklarer, wenn nicht gar unmöglicher ist.
Der Clou ist nämlich der, dass das Energieproblem lediglich ein Energieerhaltungsproblem ist und im Prinzip lösbar. Sei es durch eine gaaanz, gaaanz langsame Transformation, welche die Energiebilanz des Königreichs nicht ganz so arg strapaziert. Oder indem man die aus der ersten Verwandlung zum Frosch frei gewordene Energie, abzüglich der durch die Entropie bedingten Abschreibungen, in einer Batterie speichert.
Persönlich neige ich dem zweiten Lösungsweg recht zu geben, denn wozu sonst sollte ein Frosch, und sei er auch adlig, einen Diener wie den eisernen Heinrich brauchen, wenn nicht zum Transportieren der zur Rückverwandlung notwenigen Akkus?