Physiker lösen das alte Rätsel der spontan synchronen Pendel

26. Februar 2002, 13:23
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Erstmals 1657 beobachtet, heute mit Chaostheorie erklärt

Atlanta - Ein über 300 Jahre altes Rätsel ist gelöst: die Synchronisierung der Huygensschen Pendel. Physiker des Georgia Institute of Technology rekonstruierten die 1657 patentierte Doppeluhr, die der niederländische Astronom Christiaan Huygens zur Längengradmessung auf See entwickelt hatte.

Er bemerkte, dass beide Pendel nach etwa einer halben Stunde immer synchron schwangen, egal, wie er sie anfangs aus der Ruhelage gebracht hatte - eine bis heute ungeklärte Beobachtung.

Kein Wunder, ist sie doch nur mit der Chaostheorie erklärbar. Diese besagt, dass minimale Änderungen in den Startbedingungen eines Systems später enorm große und unvorhersehbare Auswirkungen haben können. Das nun erstellte mathematische Modell des Physikers Michael Schatz bestätigte Huygens' Vermutung, das Phänomen entstehe durch "unmerkliche" Bewegungen der gemeinsamen Pendelaufhängung.

Jedes Pendel überträgt so Energie auf das andere. Allerdings: Zur Synchronisierung kommt es nur bei den zwecks Standfestigkeit verwendeten 40 Kilo Bleigewicht. Bei weniger käme es nicht zum Gleichklang, bei etwas mehr würden die Uhren stehen bleiben.

Das mathematische Modell könnte auch andere Gleichklang-Phänomene wie synchrone Nervenzelltätigkeit bei Epilepsieanfällen erklären. Oder laut Physiker Schatz für stärkere Laser dienen: Sie beruhen auf der "Synchronisierung" von Licht. (Proceedings of the Royal Society A, Vol. 123-321, cok, DER STANDARD, Print-Ausgabe, 22.2.2002)

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