Nach 101 Tagen mit dem Flugzeug, dem Zug, dem Auto, dem koreanischen Kriegsschiff, der Seilrutsche und sogar dem Roboter erreicht die olympische Fackel endlich den Austragungsort der Winterspiele im südkoreanischen PyeongChang. Diesen Freitag wird ein glücklicher Preisträger damit den olympischen Kessel in einem großen symbolischen Start in die Spiele entzünden.
Obwohl die Flamme wie jede andere aussieht, hat sie einen besonderen Ursprung: Sie wurde nicht mit Streichhölzern oder einem Zippo-Feuerzeug beleuchtet, sondern mit einem Parabolspiegel, der Rituale aus dem antiken Griechenland widerspiegelt.
Um die Algebra aufzufrischen, ist eine Parabel eine bestimmte Art von Bogen, die durch die exakte Krümmung ihrer Seiten definiert wird. Mathematisch nehmen diese symmetrischen Kurven alle eine Form der Gleichung Y = X ^ 2 an. Drehen Sie eine Parabel um ihre Achse, und Sie haben die Form eines Parabolspiegels.
Im Gegensatz zu den meisten Kurven, die einfallendes Licht in viele Richtungen streuen, werden die reflektierten Strahlen von einer Parabel reflektiert und konzentrieren sich auf einen Punkt, den Fokus. Diese reflektierenden Oberflächen werden in einer Reihe von Geräten verwendet, um nicht nur reflektiertes Licht, sondern auch Schall- oder Radiowellen zu bündeln. Satellitenschüsseln, einige Mikrofontypen, Spiegelteleskope und sogar Autoscheinwerfer profitieren von den reflektierenden Eigenschaften von Parabolschüsseln.
Bei den Olympischen Spielen, wenn die Sonne auf eine Parabolform scheint, die den alten Griechen als Skaphia oder Tiegel bekannt ist, prallen die Strahlen von den Seiten ab und sammeln sich an einem glühenden Punkt. Legen Sie ein Stück Papier - oder eine Gasfackel - in diesen Brennpunkt, und Sie erhalten Feuer.
Eine einsame Parabolantenne macht einen anständigen Job, indem sie die Dinge aufheizt und Temperaturen von mindestens Hunderten von Grad erreicht. "Das ist wirklich sehr leicht zu erreichen", sagt Jeffrey Gordon, Professor für Physik an der Ben-Gurion-Universität des Negev in Israel. Einige könnten sogar Temperaturen von Tausenden von Grad erreichen, sagt Jonathan Hare, ein britischer Physiker und Wissenschaftskommunikator. Hare hat miterlebt, wie Parabolspiegel Kohlenstoff verdampfen, was nur bei Temperaturen über 2.000 Grad Celsius der Fall ist.
Wenn die Bedingungen absolut ideal sind, kann das Licht auf die gleiche Temperatur wie seine Quelle konzentriert werden, erklärt Gordon. Im Fall der Sonne bedeutet dies, dass die obere Temperaturgrenze bei der Konzentration der Strahlen bei etwa 10.000 Grad Fahrenheit liegt. "Egal was Sie tun, egal wie brillant Sie sind, Sie können niemals ein Objekt auf der Erde auf eine höhere Temperatur bringen [indem Sie das Sonnenlicht konzentrieren]", sagt Gordon.
Aber natürlich sind die Bedingungen niemals ideal. Erstens geht ein Teil dieser Wärme an die Atmosphäre verloren. Dann wird ein Teil von Ihrer reflektierenden Oberfläche absorbiert und ein weiterer Teil wird aufgrund von Fehlern im Spiegel weggestreut. "Die Parabel ist ein guter Konzentrator, aber kein perfekter Konzentrator", fügt Gordon hinzu.
Gordons Forschung konzentriert sich darauf, die Grenzen der Sonnenkonzentration auf das Maximum zu verschieben. Mit mehreren konzentrierenden Spiegeln hat sein Labor Temperaturen von fast 3.000 Grad Celsius erreicht und dabei die Wärme für eine Reihe von Leistungen angewendet, darunter einen sonnengetriebenen chirurgischen Laser und einen Reaktor zur Herstellung von Nanomaterialien. Aber jetzt, bei einigen wirklich glühenden Temperaturen, hat er ein anderes Problem. "Wir fangen an, alles zu zerstören", sagt er.
Bei der olympischen Fackelbeleuchtung sind die Probleme etwas alltäglicher. Zum einen gibt es das Potenzial für Wolken. In den Tagen vor der modernen Fackelzeremonie im antiken Hera-Tempel in Olympia entzünden die Organisatoren eine Flamme in einer Parabolschale, nur für den Fall, dass die Sonne am Tag der Zeremonie von Wolken verdeckt wird. Die Vorbereitung erwies sich bei der diesjährigen Veranstaltung, die am nieseligen Morgen des 24. Oktober 2017 stattfand, als nützlich.
Die Konzentration der Sonnenstrahlen wird seit Tausenden von Jahren praktiziert. Das berühmteste Beispiel für solare Konzentration stammt aus dem Jahr 212 v. Chr. Während der Belagerung von Syrakus, Griechenland. Der griechische Mathematiker und Erfinder Archimedes benutzte den Parabolspiegel, um eine Flotte von sich nähernden Schiffen davon abzuhalten, einen solaren Todesstrahl mit Platten aus wahrscheinlich polierter Bronze herzustellen. Obwohl es Grund zur Zweifel gibt, ob diese etwas phantastischen Behauptungen wahr sind - einschließlich des gescheiterten Versuchs von MythBusters, das Kunststück zu wiederholen -, hatten die alten Griechen die Magie dieser besonderen Kurven im Griff.
Der Pomp und die Umstände des olympischen Fackellaufs traten viel später auf. Carl Diem, der Hauptveranstalter der Sommerspiele 1936, schlug 1934 erstmals die Olympische Staffel vor, um "Antike und Moderne" miteinander zu verbinden, schreibt Johann Chapoutot in seinem Buch " Griechen, Römer, Deutsche: Wie die Nazis die klassische Vergangenheit Europas an sich reissen. Die Flamme" sollte das Feuer symbolisieren, das während der ursprünglichen olympischen Ereignisse im Jahr 776 v. Chr. auf dem Altar des Zeus brannte. Das Internationale Olympische Komitee kam begeistert auf die Idee - und im Übrigen auch die Deutschen, die die Spiele 1936 in Berlin ausrichteten Der Fackellauf, der Kraft und Macht alter Reiche zeigt, bot sich als Propaganda der Nazis an.
Die Taschenlampenbeleuchtung durch den Parabolspiegel erfolgte auf Vorschlag von IOC-Mitglied Jean Ketseas, der vorschlug, eine rituelle Flammenbeleuchtungsmethode zu verwenden, wie sie in Plutarch's Life of Numa beschrieben ist . Nach Ketseas 'Übersetzung: "Ein neues Feuer wurde nicht durch eine andere Flamme entzündet, sondern durch die Berührung der reinen und makellosen Flamme der Sonne." die Sonne so, dass die von allen Seiten zum Zentrum hin konvergierenden Glühlampen die Luft verdünnten. "
Die ersten Fackeln, die in den Spielen verwendet wurden, wurden nach alten Entwürfen modelliert, schreibt Chapoutot. Erbaut von der Firma Krupp, Deutschlands größtem Rüstungshersteller, brannte jeder nur 10 Minuten. Die heute verwendeten Taschenlampen haben einen langen Weg zurückgelegt.
In den letzten Jahren haben sich die Organisatoren für High-Tech-Funktionen entschieden, um die Flamme bei jedem Wetter anzünden zu können. Die diesjährige Fackel des koreanischen Designers Young Se Kim hat vier separate Wände, um sicherzustellen, dass die Flamme Windgeschwindigkeiten von bis zu 120 km / h standhält. Es hat auch eine dreischichtige schirmartige Abdeckung, um zu verhindern, dass Regen die Flamme löscht. Dank seines internen Zirkulationssystems hält es sogar Temperaturen von bis zu -22 Grad Fahrenheit stand. Wenn die Flamme auf dem Weg erlischt, ist die Unterstützung immer in der Nähe, und das Reservefeuer wird durch einen Parabolspiegel angezündet, um sie schnell wieder anzuzünden. Obwohl die Flamme dieses Jahr große Katastrophen abgewendet hat, ist der Robotertransporter fast umgekippt. Die Organisatoren beeilten sich, den Bot zu retten, um die Flamme zu bewahren.
Nehmen Sie sich also während der Eröffnungsfeier des heutigen Abends, während der olympische Kessel beleuchtet ist, einen Moment Zeit, um das Feuer zu genießen, das unter einem glühenden Bad aus konzentrierten Sonnenstrahlen zum Leben erwacht. Wie der griechische Archäologe Alexander Philadelphus bei der Planung des ersten Fackellaufs beschrieb, wurde der warme Schein nicht von modernen Mechanikern angezündet, sondern kam direkt von Apollo, „dem Gott des Lichts selbst“.
