Ein Paradoxon ist eine wohlbegründete Behauptung, die mit der gängigen Vorstellung und Meinung nicht übereinstimmt. In der Physik gibt es viele Paradoxa, die zum Teil wirklich verblüffend sind, weil sie zu bisherigen Erfahrungen des Alltags in Widerspruch stehen.
Doch nicht nur in der Physik treten Paradoxa (oder auch Paradoxien) auf, auch in vielen anderen Sparten des Lebens wie etwa: Religion, Alltag, Mathematik, Philosophie, Medizin, Wirtschaft…
Wer durch zwei Papierblätter durchbläst würde vermuten, dass sie auseinandergedrückt werden. Tatsächlich werden sie zusammengezogen, denn schnelle Strömungen bedeuten Unterdruck.
Beispiel 0: Achilles und die Schildkröte
Ein Paradoxon des griechischen Philosophen Zenon von Elea. Achilles, der schnellfüßige, unbesiegbare griechische Held, misst sich im Wettrennen mit einer Schildkröte. Weil die Schildkröte um vieles langsamer ist, gibt er ihr einen großen Vorsprung. Um sie nun einzuholen, muss Achilles aber erst den Punkt erreichen, an dem die Schildkröte startet. Wenn er diesen Punkt erreicht hat, hat sich die Schildkröte aber ebenfalls weiterbewegt, sie liegt also immer noch vorne. Hat Achilles auch diese Strecke überwunden, so hat sich auch die Schildkröte wieder ein Stück weiter bewegt. Achilles kann die Schildkröte also niemals einholen.
Nun einige Beispiele aus der Physik:
Beispiel 1: Hydrodynamisches Paradoxon
Gegenstände, die an Strömungszonen von Gasen bzw. Flüssigkeiten angrenzen, werden hineingezogen und nicht, wie man erwarten würde, weggedrückt. Die Ursache ist, dass dort, wo eine Strömung herrscht, relativ zur Umgebung stets ein Unterdruck herrscht. Transportiert man etwa eine Kommode auf dem Dach eines Autos mit den Schubladen nach oben, werden die Schubladen nach oben “herausgesaugt”. Auch beim Flugzeugbau wird Gebrauch vom Hydrodynamischen Paradoxon gemacht, denn durch die Umströmung der Tragflächen entsteht Auftrieb.
Beispiel 2: Pascalsches/Hydrostatisches Paradoxon
Anders als man vermuten würde, ist der Schweredruck den eine Flüssigkeit in einemGefäß auf den Boden dessen bewirkt zwar abhängig von der Füllhöhe der Flüssigkeit, nicht aber von der Form und damit der Flüssigkeitsmenge (siehe Abbildung). Dieses Paradoxon findet vor allem bei hydraulischen Geräten und Wassertürmen Anwendung und wurde vom Französischen Wissenschaftler Blaise Pascal entdeckt.
Beispiel 3: Einstein-Podolsky-Rosen-Paradoxon
Von einem Ort werden zwei Teilchen in entgegengesetzter Richtung ausgesendet. Beide Teilchen treffen jeweils auf einen Detektor. Trotz des großen Abstandes der Detektoren kann das Messergebnis des einen Detektors die Messung des anderen beeinflussen.
Beispiel 4: Eierkocherparadoxon
Für mehr Eier wird im elektrischen Eierkocher weniger Wasser benötigt.
Eier werden im Eierkocher vor allem durch Wasserdampf gekocht. Daher gilt: Je mehr kühle Ei-Oberfläche vorhanden ist, umso mehr Wasser kondensiert und fließt zurück in die Heizzone des Kochers. Auf der anderen Seite entweicht mehr Wasser(dampf), wenn weniger Oberfläche vorhanden ist – es muss von Beginn an mehr Wasser zur Verfügung stehen.
Beispiel 5: Myonen-Paradoxon
Myonen, resultierend aus kosmischer Höhenstrahlung, sind auf der Erde messbar, obwohl sie eigentlich nach wenigen hundert Metern Flug nach ihrer Entstehung bereits zerfallen sein müssten. Erklärbar durch die relativistische Zeitdilatation, denn sie fliegen so schnell, dass die Zeit für sie langsamer vergeht.
Beispiel 6: Schrödingers Katze
Eine gefangene Katze, die gleichzeitig lebt und auch tot ist.
Beispiel 7: Spiegelparadoxon
Im Spiegelbild ist anscheinend links und rechts vertauscht, aber nicht oben und unten. Lösung: der Spiegel vertauscht vorne und hinten. Da die “Händigkeit” (Unterschied rechte/linke Hand etwa) von der Kombination vorne/hinten und links/rechts gebildet wird, reicht die Vertauschung von vorne/hinten aus, um den Eindruck der Vertrauschung von links/rechts zu ermöglichen.
Beispiel 8: Zwillingsparadoxon
Fliegt ein Zwilling mit einem schnellen Raumschiff zu fernen Sternen, so sieht der zurückbleibende Bruder, dass Uhren auf dem Raumschiff langsamer gehen. Der fliegende Bruder sieht dagegen die Uhren auf der Erde langsamer gehen. Kehrt der fliegende Bruder zur Erde zurück, erweist er sich als der weniger gealterte. Lösung: der reisende Zwilling befindet sich nicht immer in einem Inertialsystem, er wird an bestimmten Punkten seiner Reise beschleunigt.
