Wie entsteht der Überschall-Knall?

Nürnberg - Er selbst hat es gar nicht mitbekommen. Als der österreichische Extremsportler Felix Baumgartner bei seinem Sprung aus 39 Kilometern Höhe die Schallmauer durchbrach hörte er nichts. Dabei knallt der Schall, wenn ein Flugzeug oder auch ein Mensch schneller als 1235 Stundenkilometer durch die Luft fliegt.

„Im Straßenverkehr wissen Sie sogar mit geschlossenen Augen, ob ein Auto gerade auf sie zufährt oder sich entfernt “, sagt Uli Katz, Professor für Experimentalphysik an der Universität Erlangen-Nürnberg. „Denn ein Geräusch, das später entsteht, kommt niemals früher bei Ihnen an.“ Die Schallwellen des Motors breiten sich in der Luft genauso aus, wie Wellen auf einem Teich, in den jemand einen Stein hineinwirft. „Sie holen sich nicht ein und überlagern sich auch nicht“, erklärt Katz. Obwohl das Auto näher kommt, erreichen die späteren Schallwellen auch später das Ohr.

„Eine Schallwelle ist nichts anderes als eine Dichteschwankung“, sagt der Professor. Zuerst wird die Luft zusammengedrückt und anschließend gedehnt. „Der Begriff Schallmauer ist darum sehr missverständlich“, sagt Katz. Denn der Knall entsteht nicht in einem einzelnen Moment, in dem das Flugzeug oder der Mensch eine Grenze überschreitet. „Sondern jeder Beobachter hört seinen eigenen Überschall-Knall.“

Wenn ein Flugzeug genauso schnell fliegt wie der Schall, kommen seine Geräusche nicht mehr zeitversetzt, sondern gleichzeitig beim Zuhörer an. „Weil auf einmal ganz viel Schall ankommt, knallt‘s“, sagt Katz. „Statt einzelner Trommeln gibt es einen großen Paukenschlag.“ Bei jemandem der weiter weg steht, kommen die Geräusche später an und er hört einen anderen Knall. Zum ersten Mal beschrieben hat dieses Phänomen der Physiker Ernst Mach, weshalb die Schallgeschwindigkeit auch als Mach1 bezeichnet wird.

Baumgartner konnte keinen Knall hören, denn er sprang den Schallwellen davon, eben schneller als der Schall. „Wäre jemand neben ihm mitgesprungen, hätte der es gehört.“