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Alt 18.02.2010, 18:50   #1   Druckbare Version zeigen
Godwael Männlich
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Blog-Einträge: 12
Wellen am Himmel - Physik

Manchmal sind die Dinge etwas anders als sie auf den ersten Blick zu sein scheinen. Ein schönes Beispiel dafür kursiert gerade in Form eines großartigen Videos im Internet. Es zeigt den Start des Satelliten SDO, bei dem die Trägerrakete eine Wolke aus Eiskristallen durchbricht und dabei konzentrische Wellen auslöst wie ein ins Wasser geworfener Stein.





Allerdings bei näherer Betrachtung eben nicht wie ein ins Wasser geworfener Stein. Fällt ein Stein ins Wasser, wird die Oberfläche eingedellt. Durch die Kräfte zwischen den Wassermolekülen - die Oberflächenspannung - breitet sich die Auslenkung im Raum aus, wie eine La-Ola-Welle im Fußballstadion, in der sich alle am Nebenmann orientieren. Bei einer Wolke aus Eiskristallen gibt es jedoch keine Oberfläche, die eingedellt werden könnte, und auch keine Rückstellkräfte, die irgendendetwas schwingen lassen könnte.

Eine Druckwelle allerdings pflanzt sich anders fort, so als wenn jeder einzelne Stadionbesucher per Handy zum aufspringen animiert würde. Was nebenan passiert, ist hier egal. Deswegen liegt die Vermutubng nahe, dass der Überschallknall der Raketed as Wellenmuster erzeugt.

Das Problem dabei ist allerdings, dass der Überschallknall genau eine Schockfront verursacht[1] und keinen Wellenzug, wie wir ihn hier sehen. Und einen Wellenzug als Folge eines einzelnen Schocks bekommt man eben nur in Medien, deren Bestandteile Scherkräften einen Widerstand entgegensetzen. Und das tun Eiswolken eben nur bedingt. Also muss die Rakete schon selbst einen Wellenzug aussenden, um die Störung verursachen zu können. Erfreulicherweise tut sie das in Form des Getöses ihrer Triebwerke - Schall ist nichts anderes als eine Abfolge von Druckschwankungen. Macht hier also eine Eiswolke das Dröhnen der Raketentriebwerke sichtbar?

Dummerweise bewegen sich die konzentrischen Ringe im Video weit schneller als mit Schallgeschwindigkeit (die mit der Höhe abnimmt), wie ein Kommentator bei Phil Plait zu Recht feststellt. Es bleibt, um es kurz zu machen, wohl nur eine Erklärung: Das Triebwerk sendet Serien von kugelförmigen Schockwellen aus, die nacheinander die dünne Eiswolkenschicht treffen. Die konzentrischen Ringe kennzeichnen, wo die sphärische Schockfront die Eiswolke schneidet - und verursachen so das nach außen laufende Wellenmuster.

(via Astrodicticum Simplex und Bad Astronomy)



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Quelle: Fischblog - Wissenschaft für alle
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