Welt der Naturwissenschaften
(Scientific Medley)

 Jahresübersicht 2011

Die schönsten Träume von Freiheit werden im Kerker geträumt.
(Friedrich Schiller)

27. Juli 2024

m ist die Abkürzung für die Masse. Masse und Gewicht werden im Alltag gerne vermischt, aber in den Naturwissenschaften müssen wir zwischen beiden trennen. Die Masse wird in der Physik in Kilogramm gemessen, das Gewicht in Newton. Da auf der Erde alles, was eine Masse hat, auch ein Gewicht hat, nehmen wir irrtümlich an, dass beides ein und dasselbe ist.

Ein Beispiel soll den Unterschied erklären. Wenn wir Brot, Wurst, Obst und Getränke einkaufen, dann sind wir an der Masse interessiert. Wir wollen ja etwas zum Essen und Trinken. Wenn wir die Sachen in den Kofferraum wuchten oder auf dem Fahrrad nach Hause transportieren, ärgern wir uns über die Kraft, mit dem das Zeug nach unten drückt. Wir wollen die Masse haben, aber das Gewicht nervt. In einer Raumstation des 22. Jahrhunderts kaufen wir abermals ein, und wieder ist es die Masse, an der wir interessiert sind. Diesmal drückt wegen der Schwerelosigkeit nichts nach unten, das Gewicht ist verschwunden. Auf die Frage, ob die Erde eine Masse oder ein Gewicht hat, wissen die Schnelldenker unter den Schülern sofort die richtige Antwort. Die Erde hat selbstverständlich eine Masse (eine Sechs mit vierundzwanzig Nullen), aber sie hat auch ein Gewicht, weil sie von der Sonne angezogen wird. Um das Gewicht auszurechnen, braucht man hier die Gravitationsformel des englischen Physikers Isaac Newton. Aus diesem Grunde wird jede Kraft heute in „Newton“ gemessen.

Der erste Physiker, der sich dem Wesen der Masse näherte, war – wie erwähnt – Isaac Newton (1643–1727). Er erkannte, dass die Masse ihrem Wesen nach träge ist. Man benötigt Kraft, um eine Masse in Bewegung zu setzen, sie abzubremsen oder sie in eine Kurve zu zwingen. Die Kräfte, die wir im Auto beim Beschleunigen, Bremsen und bei einem Richtungswechsel spüren, ist unsere eigene Massenträgheit. Je heftiger die Bewegungsänderung, desto unangenehmer. Erfolgt die Bremsung an einem Baum, kann die eigene Massenträgheit sogar tödlich sein.

Die wichtigsten Newtonschen Lehrsätze über die Masse lauten: (1) Ein Körper setzt jeder Bewegungsänderung einen Widerstand entgegen, er ist träge. (2) Zwei Körper ziehen sich aufgrund ihrer Masse gegenseitig an. Diese Anziehung wird als Gravitation bezeichnet. Beide Sätze gehören seither zu den Grundlagen der Physik.

Der zweite große Sprung nach vorne gelang dem französischen Chemiker Antoine de Lavoisier (1743–1794). In einer Reihe raffinierter Experimente konnte er beweisen, dass bei jeder chemischen Reaktion zwar neue Substanzen entstehen, dass aber die Summe der Massen gleich bleibt. Lavoisier hatte eine physikalischen „Erhaltungsgröße“ entdeckt und damit die erste Vorarbeit für die berühmte Einsteinformel E = mc² geleistet.

E=mc²

Helden der Wissenschaft:
Max Planck
(1858-1947) entdeckte den Quantensprung, das Allerkleinste, was die Natur an Energie zu bieten hat. In der Folge versuchte er mehrfach, seine eigene bahnbrechende Theorie zu widerlegen, was ihm nicht gelang.