vlb1105

Diese Katze will nicht um die Stricknadel kreisen. Ob es an der unscharfen Nadel oder allgemeiner Katzenentspannung, liegt wissen wir nicht.

Donnerstag morgen, halb 10 in Deutschland: Wettbewerb im Bürostuhl-Schnelldrehen. Heinz ist der klare Favorit — ob er den Titel gegen die Personalstelle verteidigen kann?
Donnerstag morgen, halb 10 im Weltall¹: Die Astronauten auf der ISS drehen auch etwas. Aber nicht sich selbst auf Stühlen sondern Wassertropfen um Stricknadeln. Klingt ähnlich bekloppt wie der Bürosport, sieht aber ungleich cooler aus:

http://www.youtube.com/watch?v=qHrBhgwq__Q

Direktwasserkreise

Der Spaß basiert darauf, dass Wasser ein Dipol ist — also einen elektrischen Plus- und Minuspol besitzt — und der Stab elektrisch aufgeladen werden kann. Es bildet sich ein elektrisches Feld, das die Wassertropfen zum Stab hin anzieht.

Jetzt fragt ihr euch sicher, wie kräftig man an der Erde rubbeln müsste, wenn der Mond statt der Gravitation wegen eines solchen elektrischen Feldes seine Bahnen ziehen würde. Wie gut, dass es das physikBlog gibt, wir haben nämlich genau auf diese Frage die Antwort.
Zunächst ein paar Parameter: Der Mond wiegt 7,35·10²² kg, hat einen mittleren Bahnradius von 3,84·10⁸ m und braucht für einen Umlauf 27,3 Tage. Letzteres entspricht einer Winkelgeschwindigkeit von 2,66·10^-6 rad/s. Der Mond erfährt somit eine Fliehkraft von ca. 2·10²⁰ N, also 200 EN.

Damit der Mond in einer Umlaufbahn bleibt und nicht einfach abhaut muss ihn also eine gleichgroße Kraft zur Erde ziehen. Weil wir hier von elektrischer Anziehung sprechen muss auch der Mond geladen sein — was wir der Einfachheit auf ein Coulomb setzen². Mit der Coulombkraft kommt man schließlich auf eine benötigte Ladung der Erde von 1,57·10³⁰ C. Zum Vergleich: die Ladung in einem typischen Handy-Akku beträgt etwa eine Amperestunde (Ah) was 3,6 kC entspricht. Man bräuchte also ganz grob 5·10²⁶ Handy-Akkus um eine vergleichbare elektrische Ladung zu erzeugen.

Zum Glück können wir aber auf die Gravitation zurückgreifen. Die ist etwas günstiger.

1. Der Zeitpunkt ist beliebig gewählt…
2. Bei genauerer Betrachtung induzieren natürlich die Käselöcher viel größere Spiegelladungen, aber das führt zu Wirbelfeldern die uns an dieser Stelle zu kompliziert sind. Wir bitten um Entschuldigung.

Tony Piro

Physiker sind ja in allen anderen Wissenschaften allgemein bekannt als Player. Als Draufgänger. Während andere Professionen noch die Laborratte zur Untersuchung auf den Tisch legen, haben die Physiker längst ihr Strahlrohr ausgepackt, kurz vorbeschleunigt und dann den Beam injiziert. Haben das sichtbare Spektrum untersucht und die Lieblingslinie spektroskopiert. Die Sputterkammer angeschmissen. Das Radioteleskop ausgerichtet¹.

Wir könnten stundenlang so weiter machen. Wie bereits im Comic oben erkennbar, physikalische Euphemismen sind außerordentlich großartig.

Aber jetzt ihr.
Packt eure besten physikalischen Euphemismen in die Kommentare.
Für den Notfall erlauben wir übrigens auch anonyme Kommentare.

via Florian auf Twitter

1. Take this, Florian.

NASA

Ein Käsesystem, in dem sich die Welt um einen großen Klotz Käse dreht. Klingt komisch, Käse geht aber immer.

Es muss wieder mehr Beiträge geben. Und wieder mehr Quatsch! Und natürlich mehr physikBlog. In diesem Sinne: Projekt Quantitätsoffensive im physikBlog ist initialisiert!

Starten wollen wir mit einem Gedanken, den vermutlich alle von euch schonmal beim Käsefondue an Silvester gehabt haben: Was wäre, wenn wir die ganzen vielen kleinen Kalorien mal für etwas sinnvolles nutzen würden und unser Sonnensystem mit einem Kubiklichtjahr¹ Käse betreiben? Also nach dem Motto »Käse statt Sonne!«²
Mike Hoye hat sich das auch gefragt und in seinem Blog mal ein bisschen rumgerechnet. Und weil das so schön passt, hier das Vollzitat:

According to Wolfram Alpha, there are 2.9 x 10^6 dietary calories in a cubic meter of cheese, 142829% of your recommended daily caloric intake.

Furthermore, there are 8.468×10^47 cubic meters in a cubic light year. From this, we can conclude that there are 2.455 x 10^54 dietary calories in a cubic light year of cheese.

According to NASA the sun produces 3.8 x 10^33 ergs/sec or roughly 3.8 x 10^26 joules/sec. Over the course of a year that adds up to approximately 6.065 x 10^37 joules of energy.

One dietary calorie or “kilocalorie” equals about 4180 joules. Doing the math we conclude it will take 1.7 x 10^20 years for our sun to generate the same amount of energy as a cubic light year of cheese.

Be warned, however, that at 977 kilograms per cubic meter, or 8.27 × 10^50 kilograms per cubic light year, the Schwarzchild Radius of a cubic light year of cheese would be 1.23 × 10^24 meters, significantly greater than the 9.46 x 10^15 meters in a light year. From this we can conclude that a cubic light year of cheese, should that somehow manifest itself, will immediately collapse into a black hole.

So while you would think a cubic light year of cheese would be the obvious choice over the sun, if you are presented with a choice between them, the numbers suggest you would be far better off choosing the sun.

These numbers assume cheese of approximately constant density. Swiss cheeses require much more sophisticated modelling.

(via nerdcore)

Solltet ihr bei der Silvesterknallerei dann auf den Gedanken kommen, dass man das ganze ja auch mit Sprengstoff machen könnte: klar. Ihr braucht nur 2,4 · 10⁴⁴ Tonnen TNT, um die gleiche Energiemenge produzieren zu können wie ein Kubiklichtjahr Käse. Das entspricht dann einer Kugel mit einem Durchmesser von 0,07 Lichtjahren. Immerhin etwas kompakter als der Käse.

1. Das ist zwar etwas größer als die Ausdehnung des Sonnensystems, aber die Zahl ist so schön rund…
2. Oder auch: »Sag JA zur Käsesonne!«

Immer mehr Katzen werden durch ihre außerirdischen Pendants ersetzt. Positiv oder negativ für die Menschheit?

Der Titel des Papers, um das es geht, ist »Would contact with extraterrestrials benefit or harm humanity? A scenario analysis«, geschrieben von drei US-amerikanischen Autoren in ihrer Freizeit, die sonst für Universitäten und die NASA arbeiten. Im Paper analysieren sie verschiedene Kontaktszenarien mit außerirdischen Intelligenzen, häufig mit Bezug auf Science-Fiction-Literatur und -Filme¹. Dabei, so sagen die Autoren, schrieben sie die erste Arbeit, die sich um eine breitflächige Herangehensweise kümmert und die Spezialszenarien einzelner Werke bündelt. Außer, dass sie einem Drittelautor seine täglichen Brötchen Toastbrote bezahlt, hat die NASA nichts mit dem Kram zu tun.

Es folgt eine Erläuterung der wichtigsten Punkte des Papers. Ich habe für diesen Artikel eine ausführlichere, deutsche Zusammenfassung gemacht, die ihr hier finden könnt.

Die Wissenschaftler unterteilen Kontaktmöglichkeiten in drei prinzipielle Kategorien: Solche, die für die Menschheit gutartig, neutral oder bösartig sind.

Kontakt mit Konfetti

Die meisten Menschen wünschen sich Außerirdischen-Kontakt, bei dem etwas Nützliches² für die Menschheit rum kommt. Innerhalb dieser Positiv-Kategorie wird im Paper in drei Möglichkeiten unterteilt.

Jeremy Zilar

Mit dem Very Large Array konnte man 1974 erstmalig die Mondbewohner detektieren.

Möglichkeit 1: Detektion

Die Menschheit detektiert eine außerirdische Zivilisation. Aber über diese Entdeckung hinaus gibt es keinen Austausch. Implikationen hat das für Physik, Mathematik – und Philosophie und Religion. Letztere müssten vermutlich ihre Weltbilder anpassen³ und fleißig in ihren Schriften redigieren. Das gibt vermutlich ordentlich Stress in der Welt – also warum setzen die Autoren diese Möglichkeit in den pro-Bereich? Sie schreiben dazu, dass das ein falsches Argument sei: Nicht die Detektion des außerirdischen Signals würde einer Religion Stress machen, sondern das eigentliche Vorhandensein der Außerirdischen. Don’t shoot the messenger.

Möglichkeit 2: Kooperation

Die Katzenüberwesen sind der Menschheit kooperativ gesinnt. Und tauschen fröhlich Wissen, Technologie und Antworten auf tagtägliche Problemstellungen⁴ mit uns aus. Die Autoren sprechen an der Stelle eine Vermutung aus: Vielleicht sind alle Außerirdischen, die mit uns Kontakt aufnehmen, zwangsläufig kooperativ? In der Menschheit gäbe es die Tendenz, dass mit erhöhter Evolution auch die Kooperationsbereitschaft ansteigt⁵. Vielleicht lässt sich das ja auf eine Universumsskala erweitern.

Ein wichtiges Standardargument, was sich durch das gesamte Paper zieht: Wenn uns eine außerirdische Zivilisation kontaktiert, ist sie mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlich wesentlich weiter entwickelt als wir. Es wäre einfach ein zu großer Zufall, dass wir eine Zivilisation erwischten, die genau auf unserem Technologiestand ist. Im Vergleich zur gesamten Menschheitsgeschichte sprechen wir einfach noch nicht so lange mit dem Universum.

Alles, außer irdische Planeten.

Möglichkeit 3: Unkooperation⁶

Unkooperative Außerirdische als positiv für die Menschheit? Eine unwahrscheinliche Möglichkeit. Denn eine unkooperative außerirdische Zivilisation ist vermutlich trotzdem technologisch fortschrittlich und das riecht nach keinem guten Ende für die Menschheit. Trotzdem kann man sich ein paar Szenarien für die aktuelle Kategorie ausdenken. Nach bestem Science-Fiction könnten Außerirdische uns angreifen, wir aber dank unseres großartigen Verstands⁷ gewinnen. Wir kämen moralisch gestärkt aus der Sache raus. Positiv.

Egale Extraterresten

Unter welchen Umständen ist das Resultat eines Kontakts mit Außerirdischen neutral für die Menschheit? Entweder, weil sie unsichtbar für uns sind oder sich positive und negative Umstände aufheben.

Möglichkeit 1: Geisteraußerirdische

Außerirdische Intelligenzen könnten für uns unter gewissen Umständen unsichtbar sein. Entweder zufällig, weil wir in einem anderen Bereich des Universums suchen, als sie hineinsenden⁸ – oder aber völlig absichtlich.
Sie beobachten die Erde von weit weg oder sogar ganz nah und verhandeln noch, ob sie mit uns den Fressnapf teilen wollen. Vielleicht sind es ihre Werte⁹, vielleicht warten sie auf einen gewissen Punkt in der Menschheitsgeschichte¹⁰, bevor sie Kontaktaufnehmen.
Beim Beobachten aus dem Nahen könnten sie es sich entweder innerhalb eines Asteroidenhaufens mit ihrem Raumschiff gemütlich machen, oder sie ziehen einfach ihren Unsichtbarkeitsumhang Level 15 an (ihre Technologie ist schließlich hoch entwickelt).
So ganz passt diese Möglichkeit allerdings nicht zum Mission Statement des Papers.

IMDb

In einem Slum von Johannesburg bittet ein Regierungsangestellter einen gestrandeten Außerirdischen um Unterschrift. Eine Szene, wie aus einem Film.

Möglichkeit 2: Mittelwertegalheit

Diese Möglichkeit deckt ab, dass sich die positiven und die negativen Effekte eines Außerirdischenkontakts gegenseitig aufheben.
Zuerst ist da die Detektion von außerirdischer Intelligenz, die dadurch Ernüchterung erfährt, dass sie uns keinen Nutzen bringt: Die außerirdischen Wesen leben etwa in der Atmosphäre eines Gasplaneten oder, noch simpler, versenden durch den interstellaren Äther Kram, der furchtbar langweilig ist.
Dann wiederum könnten wir Kontakt mit einer Zivilisation hergestellt haben, nur um festzustellen, dass es uns jede Menge Anstrengung erfordert, diesen Kontakt zu beiderseitigem Wohlgefallen aufrecht zu erhalten. Die Autoren denken da an District 9, in dem die Gestrandeten in einem Slum-artigen Camp leben und geschützt werden müssen.

Bewusst böswillige Bösewichtaliens

Außerirdische wollen uns vernichten. Weil ihnen danach ist, sie mit einem falschen Tentakel aufgestanden sind, unser Regenwald wunderbar in ihr Sommerhaus passt oder unsere Nasenform darauf hindeuten, dass wir in 1205 Jahren alle Sterne der Galaxie vernichten werden.

57718392

Dieses vieräugige Plastikalien wurde 1254 in einer Höhle bei New York City erlegt. Es plante, wegen ihrer Plastiklosigkeit die Menschheit zu vernichten, konnte aber mit dem im Hintergrund abgebildeten Stein Dingfest gemacht werden.

Möglichkeit 1: Extraterrestrischer Egoismus

Auch Außerirdische haben (intrinsische) Werte. Leben, Wohlstand, die Anerkennung des fliegenden Flauschmonsters. Diese Werte wollen sie uns aufzwingen. Beispiel dafür ist die eigene Menschheitsgeschichte, bei der sich expandierende Zivilisationen missionierend verhalten haben.
Egoistische Außerirdische, die das Ganze etwas materialistischer betrachten, könnten uns versklaven oder gar essen wollen. Die Versklavung hat dabei ein großes Spektrum: Wir könnten Zwangsarbeit verrichten müssen, oder würden in das Wirtschaftssystem der Außerirdischen eingegliedert¹¹. Menschen als Sklaven oder Nahrung — klingt erstmal plausibel. Nicht mehr allerdings, wenn man sich wieder das Standard-Argument einer hochtechnisierten außerirdischen Zivilisation vor Augen führt: Sollten intergalaktische Fluoreszenzsgorillas Arbeits- und Nahrungsprobleme nicht längst durch ihre Technologie gelöst haben?

Die Autoren führen ein Bewertungskriterium an, wie man bereits vor Kontakt mit Außerirdischen ein Indiz auf deren Gesinnung feststellen kann: Schnell expandierende Zivilisationen brauchen dafür Ressourcen, die sie vermutlich nicht selbst aufbringen können. Da käme unsere Erde gelegen. Die kann schließlich wunderbar ausgebeutet werden. Außerirdische, die das tun, sind uns vermutlich böswillig gesinnt. Eine langsam, »nachhaltig« expandierende Zivilisation ist da vermutlich netter — und uns gegenüber kooperativer gesinnt.

Möglichkeit 2: Universalistische Universumsbewohner

Universalisten setzen das Gesamte vor das Einzelne.
Universalistische Außerirdische könnten sich die Erde anschauen und sehen, dass wir furchtbar dumm mit unseren Ressourcen und sogar miteinander umgehen. Vielleicht würden sie intervenieren, weil sie finden: Das geht besser.
Eine Ausfahrt weiter auf der Universalistenautobahn steht das Nutzen gegenüber einer größeren Entität im Universum. Die Erde wird zerstört, weil es dem Gesamtwohl des Universums zuträglich ist. Ein bekanntes Beispiel ist aus Douglas Adams »Per Anhalter durch die Galaxis«, in der die Erde einer hypergalaktischen Expressroute weichen muss.
Gleiches Argument mit kleinem Spin: Außerirdische würden uns vernichten, weil wir zu einer Bedrohung gegenüber anderen Zivilisationen heranwachsen könnten.

»Ups!«-Außerdische: Unbewusste schadhaft

Im letzten untersuchten Fall ist es relativ egal, nach welcher Ideologie die Aliens leben. Sie fügen Mensch und Erde unbewusst Schaden durch ihre Handlung zu.

dotsi

Ein typisches Sandaußerirdischesjunges, kurz nach dem Aufstehen.

Möglichkeit 1: Physische Probleme

Außerirdische sind außer-irdisch und daher Objekte, mit denen noch kein Immunsystem der Welt Kontakt gehabt hat. Entweder ist uns das völlig egal, weil wir in keiner Weise kompatibel mit den Staubsauger-ähnlichen Kreaturen sind, oder es ist völlig verheerend: Keine Antikörper können sich gegen den Beschuss der extraterrestrischen Biologie wehren. Schlimmer noch, könnte unsere ganze Medizin überhaupt nicht in der Lage sein, in einem zeitlich angemessenen Maß die Extraviren zu untersuchen.
Neben eingeschleppten Krankheiten könnten auch ganze Spezies unbewusst von den Außerirdischen mitgebracht werden. Riesenheuschrecken mit 360°-Blick und armgroßen Schwingen, die fröhlich unsere Erde plündern.

Eine etwas andere Kategorie physischer Probleme sind Maschinen, die von außerirdischen geschaffen wurden. Dies setzt wieder voraus, dass die Außerirdischen, mit denen wir Kontakt haben, vermutlich weiter entwickelt sind. Haben sie kleine (oder große) Maschinen gebaut, die autark den Weltraum nach Interessantem (Rohstoffe, Diamanten, Trockenfutter) durchforsten, könnte dort im Design schlichtweg vergessen worden sein, dass andere intelligente Zivilisationen im Universum existieren. Und, zack, wird unser Planet Brutstätte für den großen, allesverschlingenden Sandwurm.

Möglichkeit 2: Informationsinvasion

Nicht nur Menschen können in Invasionsraumschiffe eindringen und kurz vor der Siegeszigarre den Computer des Schiffs abrauchen, auch Aliens könnten uns einen Computervirus zuschicken, der mal eben alles lahm legt.
Die weiteren, etwas esoterischeren Szenarien dieser Kategorie lest ihr besser selber im Paper nach.

Zusammenfassung

Alle besprochenen Szenarien sind durch eines beschränkt: Unsere Vorstellungskraft. Meist sind die Begegnungen immer inspiriert durch einen vergleichbaren Vorgang irgendwann in der Menschheitsgeschichte — oder er setzt Technik voraus, die wir bereits kennen oder uns ausgedacht haben.
Die Wahrscheinlichkeit ist groß, dass es alles völlig anders kommt, wenn so ein Außerirdischenkontakt denn zustande kommt.

Die Autoren sehen ihre Diskussion der Kontaktszenarien eher als Training der Denkweise bei einer Begegnung der dritten Art an.

So geben sie auch Empfehlungen für momentanes Kommunizieren mit dem Weltall: Möglichst wenig Informationen über die menschliche Biologie¹² und nicht selbst wie eine stark-expansive Zivilisation aussehen¹³.

1. Allerdings nicht immer. Meistens sind es Ausführungen von Wissenschaftlern, die sie besprechen.
2. Gutes.
3. Oder aber einfach nicht.
4. Wie bekämpfen wir den Hunger der Welt? Wie kann es überall Frieden geben? Und wie räume ich die Spülmaschine richtig ein?
5. Unterbauung des Arguments: Eine stark exponentielle Evolution auf Universumsskala deute auf eine egoistische außerirdische Zivilisation hin. Exponentielle Evolution funktioniert nicht und kollabiert zwangsläufig. Kollaps = keine Außerirdischen = kein Kontakt mit uns.
6. Das ist kein Wort. Na und?
7. Und mit Virus. Computervirus.
8. Das Äquivalent zu einer trivialen Lösung eines mathematischen Problems. Langweilig also.
9. Sie mögen keine Lebewesen mit längeren Haaren als sie selbst.
10. Weltenruhm und Anerkennung für lila Physik-Blogs.
11. Eine etwas weitere Fassung von »Versklavung«.
12. Damit die bösen Aliens da draußen keine Anti-Rote-Blutkörperchen-Waffe bauen können.
13. Denn die könnte auch von anderen Zivilisationen früher oder später als Gefahr gedeutet werden.

Ein NASA-Rap. Easy as 1-2-3. Oder?

Drei Jahre später, woanders auf der Welt, filmen junge Wissenschaftler folgendes Video zum Ende des Space-Shuttle-Programms.

http://www.youtube.com/watch?v=4EVCDiQTfYA

Es bleibt festzustellen: CERN >> NASA. Endlich ist’s raus¹.

1. Vielleicht sollten wir als nächstes einzelne Kollaborationen in Knetfigurenform gegeneinander antreten lassen?

Willivolt

Sieht nicht nur schön aus, kann auch äusserst melodiös klingen.

http://www.youtube.com/watch?v=LudXCEZvn50

Direkt auf YouTube abrocken

Toll, oder?

Das Ding da oben im Video ist eigentlich nichts anderes als eine kleine und eine grosse Spule, die miteinander verwickelt sind – mit einem ebenso grossen Knubbel obendrauf. Soweit so unspektakulär. Aber das Ding mit Physikern und Spulen ist ja, dass sie da gerne ein bisschen Strom durchschicken.
Und ab hier wirds kribbelig¹: Wenn man ein bisschen Spannung auf die eine Spule gibt, erzählt die das sogleich der anderen Spule, die das sehr aufregend findet. So aufregend, dass sich Hochspannung bildet, unter anderem und gerade auf dem Knubbel. Spannend finden das auch die Luftteilchen in der Nachbarschaft und ionisieren sich grad mal so.

Tja, dann haben wir also geladene Teilchen und Spannung und hopps, fließen die Teilchen so vor sich hin, wie sie das nun mal gerne bei Spannung machen und der gemeine Mensch nennt das Strom – und ebendieser gemeine Mensch sieht diesen Strom als so Lichtflüsse vom Knubbel weg.
Wenn solche «Lichtflüsse» entstehen, erwärmt sich die Luft in deren Umgebung ziemlich plötzlich, dehnt sich dabei relativ zackig aus — und dieses Ausdehnen hören wir: es knistert. Wenn man jetzt das Knistern und Knacken von der Luft richtig einsetzt, kann daraus Musik entstehen: Die Teslaspule wird ganz oft ein- und ausgeschaltet. Je öfter sie eingeschaltet wird, desto öfter knackt es in der Luft und desto höher nehmen wir das Geräusch wahr. Um etwas zu erhalten, das dem Kammerton a nahe kommt, muss man die Spule 440 mal pro Sekunde ein- und ausschalten. Geht natürlich für jeden anderen beliebigen Ton so. Werden die beliebigen Töne nicht ganz so beliebig aneinander gereiht – Zack! Hat man eine Melodie. Und das ist wunderbar.

1. Jajaja, 5 Euro in die Kalauerkasse, ich weiß.

Da fällt die Stadt zusammen, wenn man beim Batmanrufen wieder durch Null teilt. (Adaption vom ersten Teaser-Poster zu Christopher Nolans letztem Teil seiner Batman-Trilogie »The Dark Knight Rises«.)

Die awesomeste Gleichung hat reddit-User »i_luv_ur_mom« vor zwei Wochen als Bild gepostet. So awesome, es wurde direkt quer durch’s Internet gereicht. Sein Mathelehrer, ein Mathew Rirgendwas, hat sich die Batman Equation, also die Batman-Gleichung ausgedacht. ACHTUNG! Leser mit akuter Formelschwäche sollten von zu langem Betrachten der folgenden Zeichenkette absehen.

Wer sich trotzdem traut, sieht die Formel hier in voller Pracht³:

i_luv_ur_mom

Batman-Gleichung und Plot.

Gut, ein Bildchen malen und wirre Bruchketten darüber schreiben, das kann jeder. Stimmt das denn auch wirklich, oder ist das nur Fermats letzter Satz in Langform?
Euer mathematikinvestigativstes Blog (wir!) ermittelte.

In Stackexchanges Mathe-Board gibt es einen Thread, der sich um das Zeichnen der Funktion kümmert. Wegen der impliziten Formulierung und der ganzen, durch Beträge und Wurzeln umgesetzten, abschnittsweisen Definitionen ist das gar nicht so leicht.
Wie die einzelnen Faktoren der Gleichung zum Batman-Bild beitragen, das hat User ShreevatsaR Stück für Stück erklärt.

Meine Versuche, das Ding in Teilchenphysikers Lieblingsframework, ROOT, zu malen, habe ich nach drei Tagen aufgegeben. Wer sich für fähig hält und etwas viel Zeit zuviel hat, findet in folgender Fußnote meinen Stand⁵.
Einen zweiten Versuch machte ich in Python. Dort gibt es mit Matplotlib eine Biblitothek, mit der man Plots zeichnen kann. Das passende Skript zur Batman-Gleichung hat auch schon jemand geschrieben (Download). Allerdings sind die Lücken bei den Verbindungsstellen doch arg groß.

Da ich weder Matlab, noch Mathematica zur Hand habe⁶, bleibt unter den großen CAS⁷ nur noch Maple⁸. Die richtigen Plotparameter hat zum Glück auch schon jemand rausgesucht, so dass das Eintippen⁹ von

batcurve := ( (x/7)^2*sqrt(abs(abs(x)-3)/(abs(x)-3))+(y/3)^2*sqrt(abs(y+3/7*sqrt(33))/(y+3/7*sqrt(33)))-1) * (abs(x/2)-((3*sqrt(33)-7)/112)*x^2-3+sqrt(1-(abs(abs(x)-2)-1)^2)-y) * (9*sqrt(abs((abs(x)-1)*(abs(x)-.75))/((1-abs(x))*(abs(x)-.75)))-8*abs(x)-y) * (3*abs(x)+.75*sqrt(abs((abs(x)-.75)*(abs(x)-.5))/((.75-abs(x))*(abs(x)-.5)))-y) * (2.25*sqrt(abs((x-.5)*(x+.5))/((.5-x)*(.5+x)))-y) * (6*sqrt(10)/7+(1.5-.5*abs(x))*sqrt(abs(abs(x)-1)/(abs(x)-1))-(6*sqrt(10)/14)*sqrt(4-(abs(x)-1)^2)-y);
plots:-implicitplot(batcurve, x=-7..7,y=-3..3,factor=true,scaling=constrained,grid=[100,100],gridrefine=4);

eine hervorragende Batman-Kurve, nennen wir sie Batcurve, malt¹⁰.

Kennt ihr noch weitere Gleichungen, die geplottet zu coolen Dingern¹¹ werden? → Kommentare!
Habt ihr Skripte für andere Algebraprogramme? Auch!

Nachtrag, 31.8.2011: Wolfram|Alpha hat jetzt die Batman-Gleichung im System drin. Toll!

1. Leider ist »physikBlog« ein wenig schwierig – aber ist ja auch nicht bescheuert.
2. Nerds? Wo?
3. Adaptiert aus diesem Pastebin-Code.
4. Dieses Batman müsst ihr wie aus dem Lied vorlesen. BATMAAAN.
5. Der Trick, auf den mich @FlorianReimann brachte, ist, das ganze als 2-dimensionale Funktion anzulegen und von einem Konturenplot nur die z=0-Version zu nehmen. Klingt in der Theorie gar nicht so wild, aber ihr kennt ja ROOT. Das habe ich schließlich dank dieses Beispiels hingekriegt. Scheitern tut ROOT dann allerdings an der Komplexität der Funktion, so denke ich. Und das Kurven-Smoothing sieht doof aus. Ich habe nach den ersten zwei, krude ins ROOT-Makro gehauenen Funktionsteilen nicht weiter gemacht. Wer sich davon überzeugen und evtl. weitermachen möchte, findet das Makro hier.
6. Für Wolfram Alpha ist die Gleichung leider zu groß.
7. Computeralgebrasystemen.
8. OS X eigenes Grapher.app kommt laut Stackexchange nicht mit der Komplexität der Funktion zurecht. R stoppt bei den imaginären Lösungen der Wurzeln und ich kenne mich zu wenig aus. Nachtrag: Florian hat die Gleichung in R umgesetzt. Sieht dann so aus.
9. Und wer das Abtippen ohne auf die Tastatur zu gucken fehlerlos hinbekommt, bekommt von uns eine Lakritzfledermaus.
10. Das Maple Worksheet zum Download findet ihr hier.
11. Zombies? Katzen? Zombie-Katzen-Invasion?

“[...] and then when it got to $3 billion, they bid pi,” the source said, adding the bid was $3.14159 billion.

Soviel dazu.

EDIT vom 2.4.2011: Im Laufe des Tages kam heraus, dass der Europäische Gerichtshof in Zukunft auch die Persönlichkeitsrechte von Tieren massiv überprüfen wird.
Unser neues physikBlog-Design war in diesem Kontext nicht nur völlig unangebracht, sondern stellte auch einen Umstand dar, den wir als Deutschlands gesetzestreustes Weblog natürlich nicht dulden können.
Wir haben uns daher entschieden, wieder unser altes Design, das in pink und lila und mit Plasmakugel und so, anzunehmen. Sorry an alle Katzenliebhaber, die in der Zwischenzeit hier ihr zu Hause gefunden haben.

Damit ihr euch auch in Zukunft noch an der Süßheit der zwischenzeitlichen Designversion erfreuen könnt, seht ihr oben einen entsprechenden Screenshot. Klicken macht groß und ganz!

Es folgt der Originalbeitrag vom 1.4.2011.

jm2c

Eine Kletterkatze am Anfang ihrer Ausbildung. Später wird sie vielleicht mal eine Ninja-Katze.

In den letzten Wochen, als wir wegen der Kommentare zu unseren Fukushima-Artikeln besonders viel Zeit auf unserer Lieblingsseite im Internet, dem physikBlog, verbracht haben, ist uns etwas aufgefallen: Das ist ja ganz schön alles, so mit Plasmakugel und lila und so und Maxwell wäre sicherlich stolz auf uns gewesen.
Aber es ist auch so leblos! Blitze und leuchtende Ionisationsbögen, das ist so kalt. So frei von Liebe.

Eine Katze und ein Pinguin. Ein Catuin. Süß! (Bild: pinguino)

In einem mehrtätigen Prozess haben wir uns mit unseren sieben Mitarbeitern des Designteams zusammengesetzt und auf Basis des Anforderungskatalogs¹ ein Design erarbeitet.
Heraus kam dieses Prachtexemplar der Blogdesignkunst, das von zwei malarischen Mönchen speziell auf das Internet zugeschneidert wurde: Ergonomisch hervorragend geformte und in ihrem Süßheitsfaktor kaum übertreffbare Katzen rahmen das physikBlog ein²; Orange als Farbe der Sonne wärmt die Artikel von innen. Und weil es eben doch immer noch etwas süßer geht, gibt’s unten links noch eine Bonuskatze³.
Und die Tatzenspuren auf der rechten Seite sollten dann selbst die inhomogenste Differentialgleichung zum Brechen bringen.

Natürlich werden wir uns auch inhaltlich in Zukunft an das Design anpassen. Das physikBlog hat die süßen Zotteltiere für sich entdeckt. Wir versprechen, endlich auch Katzen mit in unsere Artikel einzubauen.
Auf dass sie die Wärme und Liebe der Physik im Äther verbreiten.

1. Nicht mehr so kalt, soll aber immer noch was mit Physik zu tun haben. Wir sind ja schließlich das physikBlog.
2. Die Katzenbilder im Header sind geschossen von den Fotografen: dougwoods, vincent.chen, seasideshe und Tomi Tapio.
3. Photoeffektifiziert von Bill Liao.

Und was passiert wohl, wenn man einen Science-Nerd vor Minecraft setzt? Richtig, er baut ein Doppelspaltexperiment, um zu überprüfen, ob sich Hühner¹ als Teilchen und/oder Welle ausbreiten. Ergebnis: genau wie beim Licht sind sie sowohl Teilchen als auch Welle.

Hier der Beweis:

DirektDoppelspalt (via Nerdcore)

1. Leider nur die Hühner in Minecraft. Aber vielleicht gilt das ja auch in der Realität?!

Sie fühlen sich ausgelaugt, erschöpft, gieren nach einem Energiestoß aus einem 511-keV-Photon oder wollen sich einfach mal ein bisschen abknallen?
Im modernen Kabinett wissenschaftlicher Sonderlichkeiten aka “the internetz” haben wir für Sie dieses spezielle Elixier ausgegraben: Ein Trank mit der ominösen Zutat Positronium! (Positronium? Positronium! Das ist ein mehr oder minder (eher minder) stabiles Etwas aus einem Elektron und seinem Anti-Teilchen, dem Positron.)

Disclaimer: Dies ist ein Dingens. Lesen Sie bitte die Packungsbeilage, schlucken Sie Zuckerkugeln und wenden Sie sich an Ihren Homöopathen und/oder Physiker. Keine Katzen sind zu Schaden gekommen.

Psychosoziale Bedeutung von Erholungstagen

Andi H. & Basti K.

Anhand einer Doppelblindstudie, die im Dezember 2010 an Lesern eines sehr beliebten Internetblogs vorgenommen wurde, kann gezeigt werden, dass das Lesen von pseudowissenschaftlichen Artikeln zu einem deutlich erhöhten Adrenocorticotropin-Spiegel führt, was bekanntermaßen auf Stress schließen lässt. Als Reaktion darauf zeigt ein Großteil der Probanden Abwehrverhalten, was zu einer Verminderung des Paperkonsums führt. Bald darauf einsetzende biochemische Reaktionen in der kortikalen Mittelhirnlappenrinde verführen den geneigten Leser jedoch zu suchtähnlichen Rückfällen. Dieses “Einpendeln” ist in der unten dargestellten Visualisierung der Messergebnisse deutlich erkennbar. Zur Unterbrechung dieses circulus vitiosus propagieren die Autoren eine drastische Reduktion der zur Verfügung gestellten Papermenge an den Weihnachtstagen. Die so geschaffene Erholungszeit – naja, sie kann nicht schaden.

Soweit dann – frohe Weihnachten!
Von der ganzen physikBlog-Belegschaft. ]]> http://www.physikblog.eu/2010/12/24/paper-zum-advent-11-weihnachten/feed/ 1 http://www.physikblog.eu/2010/12/23/paper-zum-advent-10-schnelle-geschenkauslieferung-in-der-weihnachtsstadt/ http://www.physikblog.eu/2010/12/23/paper-zum-advent-10-schnelle-geschenkauslieferung-in-der-weihnachtsstadt/#comments Thu, 23 Dec 2010 19:36:55 +0000 Andi http://www.physikblog.eu/?p=4135 Weiterlesen →]]>

Untersuchungen zur Korrelation des Städtebaus des 18., 19. sowie 20. Jahrhunderts und der Auslieferdauer der Geschenke am Weihnachtsfest

S. Klaus

Hohe hygienische Standards, Optimierung der Gensubstanz und Fellreduktion zur verbesserten Aerodynamik führten in den letzten Jahren zu einer konstanten Senkung der Geschenkauslieferdauer bei Verwendung von Rentierantriebe. Veränderungen an den Transportvehikeln (Reibungsminimierung durch supraleitende Kufen, Hitzekacheln aus gehärtetem Teflonschaum, Weiterverwendung der Abwärme) konnten diesen Trend beschleunigen. Abschätzungen zeigen, dass in drei Jahren allein unter Berücksichtigung dieser Effekte asymptotisch ein Auslieferdauerminimalwert erreicht wird.
In der vorliegenden Arbeit untersuchen wir örtliche Umgebungsparameter als externe Effekte auf die Auslieferdauer der Weihnachtsgeschenke. Hauptuntersuchungsmerkmale sind die verschiedenen städteplanerischen Strukturen des 18., 19. und 20. Jahrhunderts. Einzelne Vorteile werden analysiert (große Grünflächen in den Gartenstädten zur Erholung der Rentiere; große Beschleunigungsstrecken zwischen den New-Town-Siedlungen; hohe Personendichte in Zentralstädten) und mit Nachteilen verglichen (große Entfernungen in Nicht-Zentralstädten; viele Ampeln und hoher Verkehr in Metropolen).
Über die immanenten Gegebenheiten des jeweiligen Städtebaus hinaus werden weitere Indiviualfaktoren betrachtet: Die besonders in Amerika vorherrschende Einteilung in scharf definierte Städteblocks führt zu kleinen Kurvenradien, die den Weihnachtsschlitten aus der Spur werfen können; beleuchtete Straßen können im Schnitt 20% schneller beliefert werden als unbeleuchtete Straßen; Hochhäuser bieten zwar die höchste Dichte an Bewohnern, besitzen aber nur selten Schornsteine.
Im letzten Kapitel motivieren wir einen speziellen, neuentwickelten Städtebau, angepasst auf die Bedürfnisse der Geschenkauslieferung. Die Stadt ist als weihnachtsbaumförmige Spirale angelegt, wobei der Kurvenradius über die gesamte Strecke konstant bleibt. Durch diese »Weihnachtsstadt« kann eine weitere Verringerung des Auslieferdauerminimalwerts um 23% erreicht werden.

TODO: TITEL EINFÜGEN

Giovanni Pronto

Diese Arbeit diskutiert das immer häufiger auftretende Abfallen der Leistungsfähigkeit von Wissenschaftlern zu Beginn der WEihnachtszeit (TODO: besser Adventszeit?). Es wird ein linearer Zusamenhang zwischen der vorweihnachtlichen, hauptsächlich durch zu tätigende Einkäufe ausgelösten, Hektik sowie der Anzahl von Flüchtigkeitsfehlern in veröffentlichten wissenschaftlichen Abhandlungen untersucht und bestätigt. Die vermehrte Durchführung von sozialen Events wie Weihnachtsfeiern auch in Wissenschaftsfeldern mit i.A. asozialen Forschern vermehrt den Leistungsdruck zusätzlich (TODO: gab’s da nicht letztens ein Paper über Produktivitätsabfall an Weihnachten? Zitieren!). Zur Lösung dieses Problems wird vorgeschlagen, die Veröffentlichung wissenschaftlicher Arbeiten im Montag Dezember unter Androhung von Strafe, etwa Trinken von kaltem Glühwein, zu verbieten (TODO: Marmelade kaufen!).

Strukturfestigung von Weihnachtsbäumen durch Einbau von Fe-gefüllten Kohlenstoffnanoröhrchen

Rich R. D’Gear

Wirtschaftlicher Aufschwung, industrielle Fertigung von Bleiglas und aktuelle Ästhetikwahrnehmungen führen zu einer zeitlich streng monoton steigenden Weihnachtsbaumbehängungsfunktion. Viele Bäume leiden unter dem Gewicht, tragen strukturelle Verletzungen in den unteren Rückenwirbeln davon oder werden sogar jenseits der Brauchbarkeitsschwelle beschädigt.
Das vorliegende Dokument beschreibt ein Verfahren, mit Prozessen der Nanotechnologie die Struktur eines Weihnachtsbaums zu verbessern. Dazu werden Graphit-basierte, einwandige Kohlenstoffnanoröhrchen mit Eisenmolekülen befüllt und magnetisch ausgerichtet. In einem Wasserstoffoxid werden die Nanoröhrchen gelöst und der Nährfläche des Weihnachtsbaums beigemischt. Ein Vergleich verschiedener Konfigurationen zeigt, dass die Baumart-abhängige Nanoröhrchenmaximaldosis K? bereits vom Beginn der Behandlung des Baums gegeben werden kann.
Ab einem Zeitraum von 24 – 28 Monaten kann das Testobjekt aus seiner Umgebung entfernt und dem geplanten Verwendungszweck zugeführt werden; empfohlen ist allerdings ein Wachstum von bis zu fünf Jahren. Die Strukturfestigung des Baums tritt auf, sobald ein Elektromagnet mit B = 1,2 T in 20 cm Abstand über der Baumspitze angebracht wird.
In einer Problemdiskussion wird darauf hingewiesen, dass der Magnet aus Gründen der Ästhetik zentrisch über dem Baumstamm angebracht werden sollte. Außerdem werden die Vorteile der Magnetisierung von Tannennadeln (Magnetsauger nach Weihnachten), Regenwürmern (Einsatzzweck als Stabmagneten) und Trinkwasservorräten (energetische Säuberung durch Mondscheinkristalle) erläutert.
Ein Ausblick auf kommende Arbeiten im Weihnachtsbaum-Fe-Röhrchen-Feld diskutiert die Machbarkeit eines Permanentmagneten in Christbaumspitzensternform und eines Einbaus von Fichtennadel-Duftmolekülen.