Woher stammt die “Quarantäne”? Wie entsteht ein Schwarzes Loch? Warum fallen Wolken nicht vom Himmel? SWR Redakteur Gábor Paál und Gäste aus der Wissenschaft erklären im Wechsel jeden Tag ein kleines Stückchen Welt. Texte unter http://1000-antworten.de
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Wie entsteht Wasser im Weltraum?
Jul 15, 2026
Show notes
Wasser gab es bereits in der Frühzeit des Universums
Die Erde ist zwar ein ausgesprochener Wasser-Planet – trotzdem ist Wasser kein Privileg der Erde. Das Wasser gab es schon lange, bevor sich die Erde aus Staub zusammengeballt hat. Vor ein paar Jahren haben Forscher nachgewiesen, dass es Wasser schon in der Frühzeit des Universums gab. Man darf sich das aber nicht als geschlossene Masse vorstellen, also als Tröpfchen oder Eis, sondern es handelt sich um einzelne Wassermoleküle, die sich isoliert voneinander im Weltall befinden.
Wie ist dieses Wasser entstanden?
Bisher sind nur die groben Zusammenhänge klar: Wasser besteht aus den Elementen Wasserstoff und Sauerstoff. Wasserstoff ist das einfachste, primitivste aller Elemente, das erste, was überhaupt im Universum entstanden ist. Es besteht aus einem Proton und einem Elektron. Alle anderen Elemente wurden unter viel Druck aus diesem Wasserstoff "zusammengebacken". Das ist das, was Physiker Kernfusion nennen. Da ist als erstes Helium – Helium entsteht auch in der Sonne: Jeweils vier Wasserstoffatome fusionieren unter hohem Druck und enormer Hitze zu einem Heliumatom. Wenn die Sterne noch größer sind – wesentlich größer als die Sonne – ist der Druck so groß, dass auch die Heliumatome zusammengebacken werden. Da wird aus drei Heliumatomen ein Kohlenstoffatom oder, wenn es vier sind, ein Sauerstoffatom.
Damit hätten wir also schon mal die Elemente, die wir für Wasser brauchen: Wasserstoff und Sauerstoff. Die müssen sich nun verbinden – das tun sie aber erst, wenn sie aus den Sternen, in denen sie entstanden sind, in die Weiten des Weltalls geschleudert wurden. Und selbst da ist es schwierig. Denn solange die einzelnen Atome im Weltall herumschwirren, verbinden sie sich nicht. Es braucht dazu offenbar größere Teilchen – konkret: Staubpartikel.
Es sieht also so aus, als haben sich Wasserstoff und Sauerstoff schon im jungen Universum an Staubpartikeln zusammengefunden. Die erste Verbindung war dabei aber offenbar noch nicht Wasser, sondern Wasserstoffperoxid – H2O2, also das Zeug, das man zum Blondieren der Haare verwenden kann. Erst in einer weiteren Reaktion entsteht aus H2O2 das normale Wasser H2O.
Das sind aber im Moment wirklich mehr Vermutungen, denn die Forscher haben ja nicht viel: Sie haben ihre Teleskope, mit denen sie in den Tiefen des Weltalls nach den typischen Wellenspektren dieser Moleküle gucken können, und ein paar chemische Experimente, mit denen sie zeigen können, wie es abgelaufen sein könnte. Aber das war’s dann auch schon.
Ist das Wasser auf der Erde ein Überrest aus den Frühzeiten des Universums?
Ja, wobei noch nicht geklärt ist, wie es auf die Erde kam. Es gibt zwei Modelle: Entweder die Erde ist nass entstanden, das heißt, als sie sich aus Staub geformt hat, war das Wasser schon mit drin. Und im Lauf der Zeit haben dann Vulkane das im Erdinneren vorhandene Wasser nach außen an die Erdoberfläche transportiert. Die andere Möglichkeit: Die Erde ist trocken entstanden oder "halbnass", während der Großteil des heutigen Wassers erst später durch Kometen in Form von Eis auf die Erde gebracht wurde. Für beide Theorien gibt es Hinweise – vielleicht war es auch eine Kombination aus beidem – insofern ist das noch nicht geklärt.
Warum werden Metallrohre und -Gewinde in Zoll angegeben, aber Abflussrohre in metrischen Durchmessern?
Jul 14, 2026
Show notes
Engländer setzten Standard bei Metallgewinden
Die Metallgewinde wurden zuerst in England genormt, 1841 von Sir Joseph Whitworth. Das hat sich zumindest bei Wasser- und Gasleitungen gehalten. Die Engländer haben damals den Standard gesetzt, und sie haben auch die ersten Gasleitungen in Deutschland gebaut.
Das Kuriose: Rechnet man die Zollangaben in Zentimeter um und misst dann die Gewinde nach, stellt man fest, dass das gar nicht übereinstimmt. Ein sogenanntes "1"-Rohrgewinde" ist nämlich nicht etwa einen Zoll breit, sondern etwas breiter.
Zollangabe bezeichnete ursprünglich den Innendurchmesser
Woher kommt das? Ein Rohr hat einen Außendurchmesser und einen Innendurchmesser. Ursprünglich bezeichnete die Zollangabe den Innendurchmesser. Ein 1-Zoll-Rohr hatte einen Innendurchmesser von einem Zoll, also 25,4 Millimeter. Damals war der Stahl aber noch nicht so gut und stabil wie heute. Deshalb war die Rohrwandung relativ massiv, nämlich 3,75 mm. Addiert man die hinzu - und zwar zweimal, auf beiden Seiten - ergab sich bei einem Zoll Innendurchmesser ein Außendurchmesser von etwa 3,3 Zentimeter.
Nun weiß aber jeder Heimwerker, dass die eigentlich entscheidende Größe beim Verlegen von Rohren der Außendurchmesser ist. Der Außendurchmesser bestimmt, welches Werkzeug ich brauche und wie viel Platz das Rohr in der Wand oder im Boden beansprucht.
Besserer Stahl: Rohrwandungen heute nur noch halb so dick wie früher
Seit dem 19. Jahrhundert hat sich die Stahlqualität verbessert. Dadurch ist es möglich, die Rohrwandungen dünner zu machen. Sie sind zum Teil nur noch halb so dick wie im 19. Jahrhundert.
Nun wollte man aber die alten eingeführten Standardmaße behalten. Das heißt, man wollte sich weiter darauf verlassen, dass ein 1-Zoll-Rohr einen Außendurchmesser von 3,3 Zentimetern hat. Also wurden die Rohre von innen weiter. Und so ist ein sogenanntes 1-Zoll-Rohr heute nicht mehr einen Zoll breit, also 2,54 Zentimeter, sondern hat einen Innendurchmesser zum Teil von mehr als 3 Zentimetern.
Warum ist die Zollangabe bei uns erlaubt? Sonst werden doch alle Maße metrisch angegeben?
Die alte Zoll-Bezeichnung ist nur noch ein Name. Das heißt, ein sogenanntes "3/8-Zoll"-Gewinde trägt die Bezeichnung R3/8, aber definiert – in der Deutschen Industrienorm – ist die sogenannte Nennweite in Millimetern, nicht in Zoll.
Generell werden diese Zoll-Angaben auch nur noch bei Rohren bis zu etwa 4 cm verwendet. Bei größeren Rohren haben sich auch im Handel die metrischen Bezeichnungen durchgesetzt. Deshalb werden auch die Abflussrohre – die sind ja weiter als die Zuleitungen – in Millimetern angegeben.
Bildschirmdiagonalen werden in Zoll angegeben
Die Zollangaben für Bildschirme oder Disketten kommen aus den USA. Die haben die Standards gesetzt, die heute weltweit gelten. Nur dass die Zollwerte tatsächlich noch stimmen. Ein 15-Zoll-Bildschirm hat tatsächlich eine Diagonale von 15 Zoll. Es ging vor Gericht hin und her, ob diese Angaben in Deutschland zulässig sind oder ob die Hersteller nicht doch alles in Zentimetern angeben müssen. Aber zuletzt haben die Gerichte gesagt: Die Verbraucher haben sich so an diese Zoll-Angaben gewöhnt, dass die im Zusammenhang mit Bildschirmen weiterhin geduldet werden können.
Dank an Daniel Wosniotzka vom Deutschen Verein des Gas- und Wasserfaches
Warum sieht nasse Wäsche dunkler aus oder ist durchsichtig?
Jul 13, 2026
Show notes
Trockene Wäsche hat im Vergleich zu nasser Wäsche eine relativ raue Oberfläche. Ein Seidenhemd kann sich glatt anfühlen, aber auf mikroskopischer Ebene ist es immer noch ziemlich rau. Es sind viele Fäden, die aus noch dünneren Fasern bestehen. Die stehen in verschiedene Richtungen ab, zumindest im Mikrometer-Bereich.
Wasser glättet die Oberfläche der Fasern
Jetzt stellen wir uns vor, dass Licht aus irgendeiner Quelle auf diese raue Oberfläche fällt. Was passiert mit dem Licht? Es wird gestreut, und zwar in alle Richtungen. Deshalb wird der Stoff gleichmäßig hell. Wenn wir den Stoff nass machen, dann bildet sich eine glattere Oberfläche durch das Wasser, weil das Wasser die noch bestehenden Zwischenräume im Gewebe auffüllt und die Oberfläche auf diese Weise glättet. Außerdem hält das Wasser die Fasern zusammen – wie man beim Nähen einen Faden befeuchtet, damit man ihn besser durchs Nadelöhr bekommt.
Die Oberfläche wird durch das Wasser also insgesamt glatter, weniger rau und die Folge ist, dass weniger Lichtanteile gestreut werden. Dafür werden umso mehr Lichtanteile an dieser glatten Oberfläche gespiegelt. Glatte Oberflächen spiegeln tendenziell mehr und Wasser spiegelt sowieso. Durch diesen Spiegelungseffekt geht das Licht nicht mehr in alle Richtungen, sondern da gilt das alte Gesetz: Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel. Das heißt, wenn man den Stoff aus ganz bestimmten Richtungen ansieht, wirkt er richtig hell. Dafür wirkt er aus den übrigen Richtungen umso dunkler.
Warum werden nasse Stoffe durchsichtig?
Das Wasser, das die vielen Poren im Gewebe ausfüllt, lässt einen Teil des Lichts durch. So kann nur der übrige Teil noch zurückgeworfen werden. Damit erschein die Wäsche auch dunkler. Das sind die beiden Effekte: Der nasse Stoff streut das Licht weniger und ein Teil des Lichts "verschwindet" im Wasser und geht damit für den Betrachter verloren.
Warum sind Wasserkocher so laut?
Jul 12, 2026
Show notes
Wenn aus Wasser Dampf wird
Das Rauschen entsteht durch Dampfbläschen. Stellen Sie sich plastisch vor, was im Wasserkocher passiert: Das Wasser wird von unten durch eine Heizspirale oder eine elektrische Bodenplatte erhitzt. Diese Bodenplatte ist, je nach Modell, mehrere Hundert Grad heiß – sonst könnte sie das Wasser nicht auf 100°C erhitzen. Die Wasserschicht, die sich unmittelbar über dieser heißen Bodenplatte befindet, erhitzt sich sehr schnell auf über 100°C. Das führt dazu, dass ein Teil dieses untersten Wassers in den gasförmigen Zustand übergeht: Aus Wasser wird Dampf.
Explosionen und Druckwellen
Dieser Dampf bildet viele kleine Blasen, die aufsteigen. Und wenn aus Wasser Dampf wird, ist damit eine enorme Ausdehnung verbunden – die Bläschenbildung geht somit einher mit vielen winzig kleinen Explosionen. So entsteht überall dort, wo sich eine Dampfblase bildet, eine kleine Explosion und somit eine Druckwelle – damit haben wir die erste Quelle für das Rauschen.
Aber es geht noch weiter: Diese Bläschen steigen auf und gelangen, da das Wasser in den darüber befindlichen Schichten noch kühler ist, gleich wieder in eine kältere Umgebung. Also kühlt sich der Wasserdampf im Gasbläschen wieder ab, der Dampf kondensiert und das Bläschen bricht in sich zusammen. Deswegen sehen wir diese Bläschen am Anfang meist auch nicht. Sie schaffen es nämlich nicht bis zur Oberfläche, sondern fallen vorher zusammen, sie implodieren. Das ist eine weitere Schallquelle.
Ruhe kehrt ein, wenn das Wasser kocht
Wenn das Wasser kocht, wird es wieder leiser. Denn dann ist das gesamte Wasser von oben bis unten mehr oder weniger gleich heiß. Die Gasbläschen steigen weiter auf, aber oben ist das Wasser auch heiß. Deshalb bleiben sie erhalten und implodieren nicht. Wenn sie aufsteigen, vereinigen sie sich dabei mit anderen Bläschen zu großen Blasen. Wenige große Blasen erzeugen aber beim Aufsteigen weniger Schall und gleichzeitig eine tiefere Tonfrequenz als viele kleine Bläschen. Und je heißer das Wasser wird, desto eher schaffen es die Bläschen bis an die Oberfläche. Deshalb wird das Rauschen vor allem in dem Moment leiser, in dem das Wasser anfängt zu blubbern und zu sprudeln – eben weil die Gasbläschen dann zwar sichtbar, aber leise an der Oberfläche austreten und nicht mehr im Wasser selbst implodieren.
Wie schwer sind Wolken und warum fallen sie nicht vom Himmel?
Jul 11, 2026
Show notes
Wolken: mehr Luft als Wasser
Man denkt immer, Wolken seien leicht – so wie sie da oben im Himmel schweben. Immerhin fallen sie nicht runter. Natürlich kann man Wolken nicht auf eine Waage legen. Wohl aber kann man ihr Gewicht ungefähr ausrechnen. Denn Wolken bestehen aus kleinsten Wassertröpfchen oder auch Eiskristallen. Zwischen diesen Tropfen oder Kristallen befindet sich ganz viel Luft (und Wasserdampf). Es ist viel mehr Luft als Wasser: Ein Kubikmeter Wolke enthält in der Regel nicht einmal ein Gramm Wasser, meistens noch viel weniger.
Wolkengewicht errechnet sich aus Wasseranteil und Volumen
Davon hängt das Gewicht einer Wolke ab: Wie viel Wasser enthält sie? Wie groß ist sie insgesamt? Welches Volumen nimmt sie ein? Denn es liegt ja auf der Hand, dass eine fette dunkle Quell- oder Regenwolke, die mehrere Kilometer mächtig ist, schwerer ist als eine kleine feine Zirruswolke.
Wolkengewicht mithilfe von Satelliten messen
Am besten misst man das Gewicht der Wolken mithilfe von Satelliten, vor allem mit Radarmessungen. Radarsatelliten funktionieren nach dem Echo-Prinzip: Der Satellit sendet elektromagnetische Wellen aus, diese Wellen treffen irgendwo auf und werden zurückgeworfen zum Satelliten. Auch die Wassertröpfen und Eiskristalle in einer Wolke reflektieren diese Radarwellen. Manche Radarwellen dringen weiter in die Wolken ein, bis sie auf ein Tröpfchen stoßen, als andere. Aus diesen unterschiedlichen Laufzeiten kann der Satellit ermitteln, wie dicht die Tröpfchen in der Wolke beieinander sind. Je dichter, desto eher werden im Schnitt die Wellen reflektiert. Daraus wiederum lässt sich ableiten, wie hoch das Verhältnis zwischen Wasser und Luft in der Wolke ist – und daraus wiederum das Gewicht.
Fußballfeldgroße Wolke hat bis zu 10 Tonnen Gewicht
Nehmen wir eine kleine Schönwetterwolke mit der Ausdehnung eines Fußballfeldes und einer Höhe von ungefähr einem Kilometer. Da kommt man auf ein Gewicht von 5 bis 10 Tonnen. Das bedeutet: Wenn diese Wolke sich plötzlich in einen Platzregen verwandeln würde, wäre das die Menge Wasser, die zu Boden geht. Aus diesen 5 bis 10 Tonnen können aber schnell Hunderte oder Tausende von Tonnen werden, wenn die Wolke größer wird.
Wenn sich unsere kleine zarte Wolke zu einer großen Regenwolke aufplustert, 10-mal so lang, 10-mal so breit und 5-mal so hoch, dann wächst das Gewicht gleich auf das 500-Fache an. Hier reden wir nur vom Gewicht der Tröpfchen und somit nur von dem Gewicht, das die Wolke zusätzlich hat im Vergleich zu einem gleichgroßen Volumen an Luft.
Die Wolke fällt nicht herunter, aber der Regen – tropfenweise
Die Tropfen fallen schon hinunter, aber sehr langsam. Denn die einzelnen Tröpfchen sind winzig klein. Es ist im Grunde Wasserstaub – wie wenn man Wasser aus einem Zerstäuber sprüht. Da fallen die Tröpfchen auch nur langsam hinunter. In den Wolken fallen sie noch viel langsamer, weil die Tropfen zum Teil kleiner sind und weil schon kleinste Luftströmungen genügen, um sie wieder hochzuwirbeln. Wolken entstehen gerade auch in solchen Gebieten, in denen Luftmassen aufsteigen. Sie fallen erst dann richtig schnell hinunter, wenn sich die kleinen Tröpfchen zu immer größeren zusammenfügen. Der Fachausdruck dafür heißt: Regen.
"Goldfinger" wird durch ein kaputtes Fenster im Flugzeug ins Freie gezogen – ist das realistisch?
Jul 10, 2026
Show notes
So stirbt Bösewicht "Goldfinger" im gleichnamigen James-Bond-Film: Er feuert eine Waffe ab und trifft ein Fenster. Die Folge ist ein plötzlicher Luftdruckabfall und Goldfinger wird durch den Sog aus dem Fenster gezogen: Das typische böse Ende eines bösen Schurken. Ist das nun realistisch?
Man hat das in der Physik nachgerechnet und es gibt sogar Experimente. Die legen den Schluss nahe: Ganz so läuft das nicht. Das Szenario ist insofern richtig, als ein Loch in der Außenwand sofort zu einem Druckabfall führt.
Flugzeug muss Druckunterschied innen und außen aushalten
Den Druckabfall kann man sich leicht klarmachen: In der Kabine herrscht ein Luftdruck fast wie an der Erdoberfläche – schließlich sollen sich die Passagiere auch in einer typischen Reiseflughöhe von 10.000 bis 11.000 Metern wohlfühlen. Der Luftdruck außerhalb des Flugzeugs ist aber viel niedriger, etwa ein Viertel so groß. Zwischen innen und außen besteht also ein starkes Druckgefälle. Diesen Druckunterschied muss die Außenhaut des Flugzeugs aushalten – so wie ein Luftballon oder ein Reifen den hohen Innendruck aushalten muss, ohne zu platzen.
Angenommen, es entsteht plötzlich ein Loch in der Außenhaut. Die Folge ist klar: Luft strömt sofort von Innen durch das Loch nach außen. So entsteht tatsächlich ein Sog in Richtung der undichten Stelle. Die Frage ist aber: Wie stark ist dieser Sog?
Der Physiker Metin Tolan hat das mal mit seinen Studierenden ausgerechnet. Er kam zu folgendem Ergebnis: Der Sog im Fall "Goldfinger" würde einen Wind der Stärke 3 erzeugen – also etwa 17 km/h. Das ist eine stärkere Böe, aber nichts, wogegen man sich nicht stemmen könnte.
Wahrscheinlich nur ein paar blaue Flecke
Es hängt aber auch davon ab, wie nah man sich am Fenster befindet. Goldfinger wird ja praktisch durch die ganze Kabine zur Fensteröffnung gesogen – das ist wohl unrealistisch. Würde er sich dagegen direkt am betreffenden Fenster befinden, wäre der Druck und damit die Sogwirkung nach draußen um ein Vielfaches höher. Trotzdem würde Goldfinger – er ist ja auch nicht der Schlankeste – wohl vor allem gegen den Fensterrahmen gezogen. Dort würde er sich die ein oder andere Prellung holen, vielleicht auch eine Gehirnerschütterung. Aber er würde sicher nicht so verformt werden, dass er durch das Fenster hinaus gedrückt würde.
Zumal diese Sogwirkung ja auch nicht so lange anhält. Je größer nämlich das Loch ist, desto heftiger ist zwar der Druckabfall, aber desto schneller ist das Druckgefälle dann auch ausgeglichen. Nach einem kurzen heftigen Augenblick würden in der Kabine Druckverhältnisse herrschen wie draußen in 10.000 Metern Höhe. Als Passagier würde man dann vielleicht ohnmächtig werden, mehr aber auch nicht.
Warum ist Vogelkot weiß?
Jul 10, 2026
Show notes
Nur eine Körperöffnung für Kot und Urin
Bei weißem Vogelkot handelt es sich in Wirklichkeit weniger um Kot als um Urin. Zumindest um eine Mischung aus beidem. Denn Vögel scheiden Kot und Urin oft gleichzeitig aus und haben für beides nur eine Körperöffnung.
Der Haufen, den die Vögel hinterlassen, ist am Rand eher dunkel-gräulich, in der Mitte aber weiß. Das Dunkle ist der eigentliche Kot, das Weiße in der Mitte der Urin. Wenn der Urin überwiegt, dann ist alles weiß.
Warum ist der Urin weiß und gleichzeitig so fest?
Der Urin der Vögel ist relativ fest, weil sie wenig Wasser trinken. Sie trinken kaum auf Vorrat, denn das würde sie unnötig schwer machen und beim Fliegen behindern.
Warum aber ist dieser Vogelurin weiß und nicht wie bei uns gelb? Es gibt zwei Unterschiede:
Unser Urin besteht aus Harnstoff, und der ist farblos transparent. Vogelurin dagegen besteht aus Harnsäure, und die hat einen weißen Grundton.
Der menschliche Harn enthält rote Blutkörperchen – in starker Verdünnung sorgen die für die gelbe Farbe. Die roten Blutkörperchen werden in unserem Körper regelmäßig ausgewechselt und die Entsorgung findet über den Urin statt. Vögel behalten ihre roten Blutkörperchen länger und scheiden sie deshalb seltener aus. Im Urin der Vögel gibt es also keine roten Blutkörperchen, deshalb behält der Urin die weiße Farbe der Harnsäure.
Wie entsteht ein Ohrwurm?
Jul 09, 2026
Show notes
Wie entstehen Ohrwürmer?
Am besten nähert man sich der Antwort, wenn man fragt: Wann entsteht er? Ein Ohrwurm ist ein Lied, das wir dauernd unwillkürlich in unserem Kopf neu produzieren, ohne dass wir das bewusst steuern. Bildlich gesprochen ist es so, als sei da ein Lied in uns, das irgendwie "raus will". Wir horchen in uns hinein und hören etwas, was uns vielleicht sogar animiert, mitzusummen oder mitzusingen. Das ist für mich übrigens einer der starken Belege dafür, dass die Musik ganz tief in der Natur des Menschen verwurzelt ist. Dass wir – sehr oft – gerade auch dann, wenn es um uns still ist, dieses akustische Vakuum im eigenen Kopf mit Musik füllen – mit Melodien, die uns gerade in den Kopf kommen, und dabei eben gerade auch mit Ohrwürmern.
Studien haben gezeigt, dass Ohrwürmer meist in einer eher reizarmen Umgebung bzw. Situation entstehen. Das muss keine Stille sein, es reicht, wenn um uns herum gerade nicht viel Spannendes passiert. Bügeln, Kochen, Autofahren, Gartenarbeit, Spazierengehen – Routinetätigkeiten also, die uns nicht viel Konzentration abverlangen. Gleichzeitig hat man herausgefunden: Leute, die viel Musik hören, haben auch viele Ohrwürmer. Wer sich also zur Musik hingezogen fühlt, ist offenbar anfälliger.
Was zeichnet einen typischen Ohrwurm aus?
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Kassel haben das untersucht. Demnach sind es überwiegend Lieder – also Stücke mit Text. Reine Instrumentalstücke können zwar auch Ohrwürmer werden, aber eher selten. Zweitens: Es handelt sich oft um Stücke, die die jeweilige Person mit irgendeiner Erinnerung verbindet. Das muss nicht unbedingt eine Erinnerung an eine konkrete Situation sein; manchmal verknüpfen wir ja auch bestimmte Stücke mit einer ganz bestimmten Stimmung oder Lebensphase. Und es muss – auch das ist interessant – nicht immer Musik sein, die einem persönlich gefällt.
Trotzdem gibt es offenbar keine "Ohrwurm-Formel". Es gibt sicher ein paar Voraussetzungen, die ein Stück erfüllen muss. Dazu gehört eine eingängige Melodie – idealerweise eine, die im weitesten Sinn "schleifenfähig" ist, also wo man am Ende an einem Punkt landet, der geradezu zu einem Da Capo einlädt, sodass der Kopf es leicht hat, die Melodie wieder von vorne beginnen zu lassen. Das sind schon mal gute Voraussetzungen.
Dann eine einfache rhythmische Struktur – also alles, wozu man sich gut im Rhythmus bewegen kann, ist gut. Nehmen wir eine Mahlersymphonie. Die hat zwar auch eingängige Melodien, aber die führen selten zu einer Schleife. Und sie laden auch nicht dazu ein, sich rhythmisch zu bewegen. Deshalb haben die eher geringes Ohrwurmpotenzial. Generell sagen aber Ohrwurmforscher wie Prof. Jan Hemming aus Kassel: Ein echtes Rezept gibt es nicht; man kann ein paar Voraussetzungen schaffen, letztlich aber haben Ohrwürmer sehr viel mehr mit der einzelnen Person zu tun als mit der Struktur der Musik.
Warum gibt es überhaupt Ohrwürmer?
Das ist relativ schlecht erforscht, und darüber kann man nur spekulieren. Aber das Gehirn ist ja oft aktiv, auch wenn wir das nicht bewusst steuern – es produziert nachts Träume und tagsüber kommen uns manchmal alle möglichen Erinnerungen in den Sinn. Und Ohrwürmer sind ja auch eine Art akustische Erinnerung. Man weiß auch, dass Menschen mit starken Hörbeeinträchtigungen ebenfalls Ohrwürmer erleben. Aber was im Gehirn vorgeht, wenn es Ohrwürmer produziert, das ist noch kaum erforscht. Es hat z. B. noch niemand mit einem Hirnscanner beobachtet, was im Gehirn passiert, wenn jemand sich gerade einen Ohrwurm "einfängt". Deshalb, sagt Jan Hemming, weiß man auch nicht, wo genau im Kopf er entsteht.
Wie fangen fleischfressende Pflanzen Fliegen – ohne Nerven und Muskeln?
Jul 07, 2026
Show notes
Passive und aktive Formen von fleischfressenden Pflanzen
Unter den fleischfressenden Pflanzen gibt es passive und aktive Formen. Bei den passiven bleibt die Beute einfach kleben, kommt nicht mehr weg und wird durch Verdauungssäfte aufgelöst. Da kann man den Fang-Vorgang ganz gut nachvollziehen.
Knifflig sind die aktiven Pflanzen, die regelrecht zuschnappen – wie die Venusfliegenfalle – oder die ihre Beute einsaugen wie der Wasserschlauch. Da sind gleich mehrere Dinge erstaunlich.
Wie merken die Pflanzen ohne Nervenzellen, dass ein Beutetier an ihnen herumkrabbelt?
Wie können sie plötzlich zuschnappen – wo sie doch gar keine Muskeln haben?
Beispiel Venusfliegenfalle
Bleiben wir bei der Venusfliegenfalle – das ist eine beliebte Zierpflanze, die man oft in botanischen Gärten sieht. Man erkennt sie an den auffallend "bissigen" Blättern mit ihren scharfen Zacken am Ende. Jeweils zwei dieser Blätter stehen sich so gegenüber, dass die Zacken ineinandergreifen wie die Finger, wenn man die Hände faltet.
Berührung wird über elektrochemische Impuls weitergeleitet
Jetzt kommt eine Fliege und setzt sich auf die Blätter. Woran merkt das die Pflanze? Das ist relativ leicht zu verstehen: Auf der Innenseite der Blätter sind jeweils drei empfindliche Härchen. Sobald die sich – etwa durch die Fliege – bewegen, leiten sie ein Signal weiter.
Das geht auch ohne spezielle Nervenzellen über elektrochemische Impulse. Der Unterschied ist nur, dass diese Impulse nicht über weit verzweigte Nervenbahnen, sondern von einer Zelle zur nächsten weitergeleitet werden.
Dieses Signal muss bei der Pflanze eine Bewegung in Gang setzen – sonst könnte sie ja nicht zuschnappen. Das heißt, die Form der Blätter muss sich verändern.
Das machen manche Pflanzen, indem sie – vereinfacht gesagt – zwischen den Zellen Wasser umlagern. Wenn in einem bestimmten Abschnitt des Blattes die Zellen Wasser aufnehmen, verändert auch das Blatt insgesamt seine Form.
Bei Pflanzen wieder der Venusfliegenfalle stößt diese Erklärung jedoch an Grenzen, denn dort ändern die Blätter innerhalb von einer Zehntel Sekunde nach dem zweiten Berühren und schnappen zu. Das geht viel zu schnell, als dass man das mit dem Verlagern von Wasser erklären könnte.
Stattdessen wird, kurz bevor die Falle zuschnappt, die äußere Zellwand plötzlich weich, vermutlich durch einen bestimmten Enzymcocktail. Und das bringt die Blätter plötzlich zum Umklappen und damit zum Zuschnappen. Das Spannung in den Blättern wird dabei über einen Kipppunkt gebracht.
Zuschnappen funktioniert ähnlich wie bei der Mausefalle
Die Formveränderung der Blätter ist nur der Auslöser. Dieses Zuschnappen wiederum ist kein aktiver Vorgang wie das Zugreifen bei einer Hand – dafür bräuchte man ja Muskeln – sondern es ist eher wie bei einer Mausefalle, die erst aufgespannt ist und dann zuschnappt, sobald die Maus den Widerstand löst. Oder wie beim Pfeil und Bogen: Ich spanne den Bogen langsam – dazu brauche ich Kraft. Zum Loslassen brauche ich keine Kraft, aber gerade das Loslassen führt dann zum blitzschnellen Abschießen des Pfeils.
Bei der Venusfliegenfalle läuft das ähnlich und zwar so: Die Blätter haben die Eigenschaft, dass sie entweder nach außen oder nach innen gekrümmt sind. Man kann sie durch leichtes Eindrücken schnell aus einer konvexen in eine konkave Form bringen. Hier bieten sich als Vergleich eine Kontaktlinse, ein Marmeladendeckel oder ein eingedrücktes Autoblech an: Wenn man von innen dagegen drückt, springt es wieder in den Ausgangszustand zurück. Diese Eigenschaft haben auch die Blätter der Venusfliegenfalle.
Die Pflanze wächst so, dass die Blätter im Normalzustand nach außen gebogen sind, sie können aber unter bestimmten Umständen umspringen in den nach innen gekrümmten Zustand. Wenn das beide Blätter gleichzeitig machen, schließen sie automatisch. Das heißt, eine kleine Formveränderung durch das Aufweichen der Zellwand kann dieses Umschnappen auslösen. Das geht innerhalb von Millisekunden.
Dank an: Prof. Dr. Thomas Speck, Botanischer Garten Freiburg
Kann man Wasser nur durch Schütteln zum Kochen bringen?
Jul 07, 2026
Show notes
Ja, das geht. – Allerdings wäre es eine sehr mühselige Angelegenheit und als Energiequelle für Glühweinpartys nicht zu empfehlen. Man müsste schon ein paar Tage lang hintereinander kräftig schütteln und dabei das Gefäß isolieren, damit es die Wärme nicht gleich wieder nach außen abgibt. Aber im Prinzip kann man Wasser wirklich durch Schütteln erhitzen. Und wenn man dieses Experiment vor 170 Jahren durchgeführt hätte, wäre man jetzt berühmt. Denn es waren just Experimente zu genau dieser Frage, die zu einem der wichtigsten Sätze der Physik geführt haben: den Energieerhaltungssatz.
Energie kann man nicht "erzeugen"
Der Energieerhaltungssatz sagt, dass sich die Gesamtmenge der Energie in einem geschlossenen System nicht ändert. Man kann also keine Energie "erzeugen", sondern es gibt verschiedene Arten von Energie – Bewegungsenergie, Wärmeenergie, elektrische Energie und so weiter, die man ineinander umwandeln kann. Aber in der Summe geht keine Energie verloren.
Eine Seefahrt, die ist – langweilig
Bei der Entdeckung dieses Prinzips haben das "geschüttelte Wasser" sowie der Naturforscher Robert Mayer (1814 - 1878) aus Heilbronn eine entscheidende Rolle gespielt. Er war eigentlich Arzt und hätte sich mit Physik vielleicht gar nicht so viel beschäftigt, wenn ihm nicht ein bisschen langweilig gewesen wäre. Er hatte nämlich eine Anstellung als Schiffsarzt auf einem Überseedampfer nach Batavia; das ist das heutige Jakarta. Und auf diesem Schiff, das Wind und Wetter ausgesetzt war, machte er sich alle möglichen Gedanken über die Physik und die Naturkräfte. Er meinte zum Beispiel festzustellen, dass bei starkem Seegang das Wasser im Schnitt wärmer wäre als bei ruhiger See. Davon ausgehend überlegte er weiter, wie sich das denn so verhält mit der Reibung und der Wärme. Es war schon bekannt, dass Metallplatten warm werden, wenn man sie aneinander reibt, aber es war noch nicht so richtig klar, warum sie das tun.
Von der Idee zum Versuch
Robert Mayer hat Wasser geschüttelt und das Experiment in einem Aufsatz von 1842 beschrieben. Er schreibt leider nicht, wie viel Wasser er benutzt hat und wie lang und wie intensiv er es geschüttelt hat. Aber er schreibt, dass er es von 12 auf 13 Grad erwärmen konnte und es sich auch entsprechend ausgedehnt habe. Und das war für ihn der Schlüssel zu der These, dass mechanische Arbeit und Wärme äquivalent sind, dass sich also mechanische Arbeit in Wärme umwandeln lässt. Und er hat sogar einen ersten Umrechnungsfaktor angeführt. Mit seinen Worten:
Es ergiebt sich, dass ... dem Herabsinken eines Gewichtstheiles von einer Höhe ca. 365 m die Erwärmung eines gleichen Gewichtstheiles Wasser von 0° auf 1° entspricht.
Quelle: Robert Mayer
Den Begriff Energie hat er dabei übrigens gar nicht verwendet. Heute würde man sagen: Wenn eine Masse von 365 Metern Höhe zu Boden fällt, wird dabei die Bewegungsenergie frei, die ausreichen würde, um die gleiche Masse an Wasser um 1°C zu erwärmen.
Robert Mayer hat sich zwar ein bisschen mit dem Wert vertan, aber für eine erste Annäherung war das gar nicht schlecht. Und von dieser Überlegung aus war er einer der ersten, die einen Energieerhaltungssatz formuliert haben, ohne das Wort Energie in den Mund zu nehmen. Seine Formulierung war: "Fallkraft, Bewegung, Wärme, Licht, Elektrizität und chemische Differenz der Ponderabilien sind ein und dasselbe Objekt in verschieden Erscheinungsformen."
Wenn man Wasser schüttelt, entsteht die Reibung zwischen den Wassermolekülen. Ist es nicht schwer zu ermitteln, wie viel Reibung da in der Summe entsteht?
Es klingt kompliziert, ist aber eigentlich simpel. Denn beim Schütteln passiert ja nichts anderes, als dass man eine äußere Kraft auf die unzähligen kleinen Wasserteilchen überträgt. Man kann das verdeutlichen an einem anderen Experiment, das ein Engländer ein Jahr nach Robert Mayer durchgeführt hat: Der hat klar definierte Gewichte zu Boden sinken lassen und über ein Gewinde damit ein Gefäß mit Wasser zum Drehen gebracht – er hat das Wasser also gerührt und nicht geschüttelt.
Weil die Wasserteilchen sich dauernd aneinander reiben, entsteht nicht nur Wärme, sondern das Wasser kommt auch irgendwann wieder zum Stillstand. Man muss jetzt aber nicht die Bewegung und die Reibung jedes einzelnen Wasserteilchens ausrechnen, sondern es ist klar: Die von außen zugeführte Kraft der Gewichte hat sich auf die Bewegung der vielen Wasserteilchen verteilt, und wenn die zum Stehen gekommen sind, ist deren Bewegungsenergie wiederum in Reibungsenergie, sprich Wärme übergegangen.
Dieser englische Physiker, der dieses etwas genauere Experiment durchgeführt hat, war übrigens James Prescott Joule – Namensgeber der heute international gültigen Maßeinheit für die Energie.
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