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Samstag, 01.10.2016
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Arche Noah war tatsächlich schwimmfähig

Physikstudenten berechnen Auftriebskraft des Riesenschiffs anhand biblischer Maße

Zwei von jeder Art nahm Noah der Bibel nach mit auf seine Arche. Aber hätte das Schiff mit so einer gewaltigen Fracht überhaupt schwimmen können? Britische Studenten haben jetzt Noahs Schiffsbau-Künste mit Hilfe des Archimedischen Prinzips und einiger mathematischer Rechnungen überprüft. Vom Ergebnis ihrer physikalischen Rechenübung waren sie selbst überrascht: Die Arche schwimmt.
Noahs Arche, Ölgemälde von Edward Hicks

Noahs Arche, Ölgemälde von Edward Hicks

Der Bibel zufolge erhielt Noah den Auftrag, eine Arche zu bauen und darin sich und seine Familie sowie mindestens ein Paar von jeder Tierart vor der kommenden Sintflut zu retten. Die Maße der Arche sind genau angegeben: 300 Ellen lang, 50 Ellen breit und 30 Ellen hoch sollte das biblische Rettungsboot sein. Anhand dieser Maße, einiger Näherungen und des Archimedischen Prinzips hat eine Gruppe von Physikstudenten der englischen Universität Leicester ausgerechnet, ob die Arche mit allen Tieren an Bord noch hätte schwimmen können.

"Mit den Abmessungen der Arche und der Dichte von Wasser konnten wir ihre Auftriebskraft berechnen", erklärt Benjamin Jordan. "Dann konnten wir abschätzen, wieviel Masse die Arche tragen könnte, bevor die Gewichtskraft die Auftriebskraft übersteigt und die Arche sinkt." Für diese Masse geben die Studenten einen Wert von 50,54 Millionen Kilogramm an. Weitere Berechnungen ergaben, dass dies weitaus mehr ist als nötig für zwei Tiere jeder Art plus Noah und Familie – die Arche ist also auch beladen noch schwimmfähig.

Wie lang ist eine Elle?


Zu diesem Ergebnis gelangten die Studenten über mehrere Näherungswerte. Einige davon mussten sie recht grob abschätzen: Die Elle etwa ist ein historisches Maß, dass der Länge zwischen Ellenbogen und Spitze des Mittelfingers entspricht. Lange vor der Definition des Meters als einheitliches Längenmaß gab es zahlreiche historisch überlieferte Ellen mit unterschiedlichen Längen. Die Physiker entschieden sich für den Durchschnittswert aus hebraäischer (44,5 Zentimeter) und ägyptischer Elle (52,3 Zentimeter) und rechneten mit 48,2 Zentimern.


Rätsel gibt auch das Baumaterial der Arche auf: In der Bibel ist von einer Holzsorte names "Gopher" die Rede, aber ein solches Holz ist heute unbekannt. Zypressenholz war jedoch zu biblischen Zeiten ein sehr beliebtes Material für Schiffe. Die Phönizier, berühmte Seefahrer jener Zeiten, schätzen es, weil es sehr leicht, stabil und wasserbeständig ist. Es schien der Gruppe von Studenten also als taugliches Material für ihre Rechnung.

Tragkraft für 2 Millionen Schafe


Besonders knifflig war die Abschätzung der Tiere und ihres Gewichts. Frühere Forschungsarbeiten gehen davon aus, dass Noah mit der Arche etwa 35.000 Tierarten gerettet haben muss, ergibt also 70.000 Tiere. Diese jedoch einzeln festzustellen und ihr Gewicht zusammenzurechnen, war zu umständlich. Die Studenten behalfen sich daher mit Durchschnittswerten: Nimmt man alle vom Elefant bis zum Minikäfer zusammen, dann entspricht das Gewicht eines durchschnittlichen Tieres in etwa dem Durchschnittsgewicht eines Schafs: 23,47 Kilogramm.

"Unsere Schlussfolgerung ergibt, dass die Arche das Gewicht von 2,15 Millionen Schafen getragen hätte, ohne zu sinken", fasst Oliver Youle die Berechnungen zusammen. "Das sollte für alle Tierarten zu jener Zeit ausreichen." Allerdings: Auch wenn sie das Gewicht tragen konnte, beantwortet das noch nicht die Frage, ob in einer Arche der angegebenen Größe tatsächlich auch genug Platz für alle Tiere vorhanden war. Die Studenten beschäftigten sich allein mit dem Auftrieb.

Ein funktionierendes Konzept?


Die Jungphysiker waren überrascht, dass ihre Berechnungen eine funktionstüchtige Arche ergaben: "Die Bibel ist nicht gerade als wissenschaftlich exakte Informationsquelle bekannt", sagt Thomas Morris. "Wir beweisen nicht, dass die Geschichte stimmt, aber das Konzept würde funktionieren." Sehen kann man das zurzeit auch im Kino: Die Studenten stellten ihre Berechnungen passend zum Start der Sintflut-Verfilmung "Noah" an.

Ausgefallene Berechnungen haben an der Universität Leicester gewissermaßen Tradition: Das von dortigen Studenten geführte Magazin "Physics Special Topics", in dem auch die Arche-Berechnung erschien, ermutigt dazu, "Grundlagen der Physik auf Seltsames, Wunderbares und Alltägliches anzuwenden". So erschien in dem Magazin auch eine Erklärung, wie das Reisen mit Überlichtgeschwindigkeit tatsächlich aussähe, und warum es tödlich wäre.
(University of Leicester, 04.04.2014 - AKR)
 
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