Leonardo da Vincis Luftblasen: 500 Jahre altes Rätsel gelöst

Schon vor 500 Jahren war das Universalgenie Leonardo da Vinci vom Verhalten mancher Luftbläschen im Wasser fasziniert. Anstelle, dass sie wie andere direkt aufsteigen, beobachtete er sie, wie sie im Spiral- oder Zickzack-Kurs unterwegs waren.

Jahrhundertelang hat sich niemand erklären können, warum sich manche Bläschen so verhalten oder den physikalischen Mechanismus dahinter analysiert und beschrieben. Das Ganze wurde auch als „Leonardos Paradoxon“ bezeichnet. Der Künstler hat die spiralförmig aufsteigenden Bläschen auch in einer Zeichnung festgehalten:

Die beiden Wissenschaftler Miguel Ángel Herrada von der Universität Sevilla und Jens G. Eggers von der Universität Bristol meinen nun, das Paradoxon gelöst zu haben, wie aus einer Mitteilung der Universität Sevilla hervorgeht.

In ihrer Studie, die im Fachmagazin Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht wurde, beschreiben sie das Phänomen. Sie zeigen, dass Blasen im Wasser von ihrem geraden Pfad abweichen, wenn ihr Radius 0,926 Millimeter überschreitet.

Mechanismus

Sie schlagen einen Mechanismus für die Instabilität des Pfades der Bläschen vor. Durch die Größe der Blase wird sie instabiler und kommt ins Kippen. Durch dieses periodische Kippen wird die Krümmung geändert. Dadurch wird die Aufwärtsgeschwindigkeit beeinflusst und die Bahn ändert sich. Die Blase dreht sich dann mit der stärker gekrümmten Seite nach oben. Wenn der Wasserdruck um die Oberfläche beim Aufsteigen abnimmt, gerät die Blase wieder in ihre ursprüngliche Position und das Spiel beginnt von vorn.

„Die Bewegung von Blasen im Wasser spielt eine zentrale Rolle für eine Vielzahl von Naturphänomenen, von der chemischen Industrie bis zur Umwelt“, schreiben die Wissenschaftler in ihrer Studie.