Ein Gedankenexperiment zum Geburtstag von Galileo Galilei
15. Februar 2020
Heute, am 15. Februar 2020 feiern wir den 456. Geburtstag von Galileo Galilei. Sein Leitspruch war dem unseren nicht unähnlich: «Die Neugier steht immer an erster Stelle eines Problems, das gelöst werden will.»
Der Mathematiker und Astronom Galileo Galilei ist vor allem dafür bekannt, unsere Sicht auf das Weltall zu revolutionieren: Sein heliozentrisches Weltmodell erklärt, dass die Planeten um die Sonne kreisen und die Sonne Mittelpunkt des Systems sei. Zuvor ging man davon aus, dass die Erde das zentrale Element im Weltraum sei.
Dieses neue Weltbild sorgte vor allem in religiösen Kreisen für Aufruhr. Deshalb wurde Galileis Literatur dazu verboten und er musste sogar ins Gefängnis. Erst im Jahr 1757 – 115 Jahre nach Galileis Tod, wurde das heliozentrische Weltmodell anerkannt.
Ein Gedankenexperiment zum Freien Fall
Eine weitere bahnbrechende Erkenntnis Galileis können wir auch zuhause nachmachen: Der Freie Fall. Wirf dafür einfach zwei unterschiedlich grosse Steine von einer Brücke ins Wasser. Man würde meinen, der leichtere Stein falle viel langsamer, da er leichter ist. Aber du wirst sehen: Sie tauchen etwa gleichzeitig ins Wasser ein.
Durch unsere Erfahrung wissen wir, dass sich Gegenstände auf der Erde nicht gleich schnell bewegen. Seit Galileo Galilei wissen wir jedoch auch, dass dies allein am Luftwiderstand liegt. Im Vakuum geht ein Betonklotz nämlich mit der gleichen Geschwindigkeit zu Boden wie eine Feder.
Galileo Galilei hat dazu ein interessantes Gedankenexperiment gemacht, das ihm damals auch geholfen hat, das Rätsel um die Schwerebeschleunigung zu lösen:
- Angenommen man hat einen leichten und einen schweren Körper.
- Man nehme weiter an, dass der schwerere Körper schneller fällt als der leichte.
Was würde passieren, wenn man sie in der Luft miteinander verbindet? Es gibt zwei Möglichkeiten, die beide logisch sind, sich aber widersprechen:
- Der leichte Körper würde den schweren abbremsen.
- Oder sie wären gemeinsam schneller, da sie ja gemeinsam auch schwerer sind.
Die Lösung aus diesem Dilemma kann nur in der Annahme bestehen, dass alle Körper gleich schnell fallen.
