Ist Schall im All möglich?

Ist Schall im All möglich? Nein, wegen des Vakuums

Viele stellen sich die Frage, ob Schall im All möglich ist, da Filme oft laute Explosionen im Weltraum zeigen. Die physikalische Realität sieht jedoch ganz anders aus und überrascht viele Menschen. Erfahren Sie hier die genaue wissenschaftliche Erklärung für dieses faszinierende Phänomen im Universum.

Ist Schall im All möglich? Die klare Antwort vorab

Ob Schall im All möglich ist, hängt vom genauen Ort im Kosmos ab, doch im freien Weltraum lautet die Antwort eindeutig nein. Dort herrscht ein nahezu perfektes Vakuum ohne bewegliche Teilchen, sodass Schallwellen nicht transportiert werden können und völlige Stille herrscht.

Schall benötigt zwingend ein physikalisches Medium wie Luft, Wasser oder feste Materie, um sich durch mechanische Schwingungen auszubreiten. Im leeren Raum fehlt schlichtweg alles, was vibrieren könnte. Selbst gewaltige Supernova-Explosionen oder vorbeirasende Raketen bleiben für das menschliche Gehör im Vakuum unhörbar. Allerdings gibt es im Universum einen faszinierenden Grenzfall, bei dem extrem langwellige Druckwellen dennoch entstehen - dazu kommen wir gleich im Detail.

Als ich vor Jahren mein erstes Akustik-Experiment in einer Vakuumglocke durchführte, erwartete ich zumindest ein leises Surren des eingeschalteten Weckers. Falsch gedacht. Sobald die Pumpe die Luft herausgezogen hatte, verstummte das Klingeln komplett, obwohl der Klöppel sichtbar weiter gegen die Glocke schlug. Seien wir ehrlich: Unser Gehirn ist durch Kinofilme so stark auf krachende Weltraumschlachten konditioniert, dass diese physikalische Realität im ersten Moment fast unheimlich wirkt.

Warum herrscht im All Stille? Die Physik hinter Schallwellen im Vakuum

Im All herrscht Stille, weil die Teilchendichte im interstellaren Raum extrem gering ist und Atome viel zu weit voneinander entfernt liegen, um Schwingungen weiterzugeben. Ohne regelmäßige Zusammenstöße zwischen Molekülen brechen Druckunterschiede sofort ab, bevor eine Schallwelle entstehen kann.

Auf der Erde funktioniert Hören wie eine unsichtbare Kettenreaktion. Eine Schallquelle stößt Luftmoleküle an, diese prallen gegen ihre Nachbarn, und so wandert eine Druckwelle mit rund 343 Metern pro Sekunde an unser Trommelfell. Im interplanetaren Raum hingegen findet man oft nur wenige Wasserstoffatome pro Kubikzentimeter. Ein angestoßenes Atom fliegt dort kilometerweit, ohne auf ein anderes Teilchen zu treffen. Keine Kollision bedeutet keine Welle.

Manche populärwissenschaftliche Texte behaupten pauschal, das All sei ein absolut luftleerer Raum ohne jegliche Materie. In Wirklichkeit stimmt das nicht ganz, denn zwischen den Sternen schweben gewaltige Gas- und Staubwolken. Doch weil die Abstände zwischen den einzelnen Gasmolekülen im Vergleich zur Wellenlänge normaler Töne viel zu riesig sind, verpufft jede mechanische Energie sofort im Nichts.

Kann man im Weltraum hören, wenn man sich auf anderen Planeten befindet?

Ja, auf Himmelskörpern mit einer eigenen Atmosphäre ist Schall im All durchaus möglich, klingt dort aber völlig anders als auf der Erde. Entscheidend für die Ausbreitung und Tonhöhe von Geräuschen sind die chemische Zusammensetzung, der Druck und die Temperatur der jeweiligen Gashülle.

Auf dem Mars beispielsweise besteht die dünne Atmosphäre hauptsächlich aus Kohlendioxid bei einem Druck, der weniger als ein Prozent des Erddrucks beträgt. Schallwellen bewegen sich dort langsamer - mit etwa 240 Metern pro Sekunde - und hohe Töne werden extrem stark gedämpft. Eine menschliche Stimme würde auf dem Roten Planeten dumpf, leise und seltsam verzögert klingen, fast so, als würde jemand durch eine dicke Wand sprechen.

Auf der Venus hingegen herrscht ein enormer atmosphärischer Druck, der etwa 90-mal höher ist als auf der Erde. Dort rasen Schallwellen durch das dichte, heiße Gasgemisch und lassen Stimmen tief und verzerrt wirken. Selten wird einem so deutlich bewusst, wie sehr unsere gewohnte Klangwelt ein reines Produkt der irdischen Luftschicht ist.

Der Unterschied zwischen echten Schallwellen und umgewandelten Radiowellen

Viele angebliche Tonaufnahmen aus dem Weltall sind keine echten Schallwellen, sondern elektromagnetische Wellen oder Radiowellen, die von Raumsonden aufgezeichnet und nachträglich hörbar gemacht wurden. Dieses Verfahren nennt sich Sonifikation und übersetzt unsichtbare Strahlung in für Menschen wahrnehmbare Frequenzen.

Elektromagnetische Wellen benötigen im Gegensatz zu Schall kein Trägermedium und rasen mit Lichtgeschwindigkeit durch das Vakuum. Wenn Raumfahrzeuge die Plasmawellen rund um den Jupiter oder das Magnetfeld der Sonne messen, entstehen digitale Datensätze. Wissenschaftler wandeln diese Messwerte am Computer in Audiospuren um, was oft nach unheimlichem Pfeifen oder Rauschen klingt - aber streng genommen kein echtes Geräusch vor Ort war.

Hier liegt übrigens auch die Auflösung für den vorhin erwähnten Grenzfall im tiefen Kosmos. In riesigen Galaxienhaufen existiert heißes, dünnes Gas, durch das sich extrem langwellige Druckwellen bewegen können. Im Perseus-Galaxienhaufen etwa erzeugen die Jets eines supermassereichen Schwarzen Lochs echte Schwingungen im Gas. Allerdings liegt deren Frequenz rund 57 Oktaven unter dem mittleren C, was einer Schwingungsdauer von etwa 10 Millionen Jahren entspricht - für jedes menschliche Ohr absolut unhörbar.

Früher dachte ich selbst, diese veröffentlichten Audiodateien von Schwarzen Löchern seien direkte Mikrofonaufnahmen aus dem All. Es kostete mich einige peinliche Diskussionen unter Physik-Begeisterten, bis ich den Unterschied zwischen akustischer Messung und Daten-Sonifikation verinnerlicht hatte. Heute prüfe ich bei jeder spektakulären Weltraum-Audioaufnahme sofort, ob ein echtes Mikrofon auf einem Planeten lief oder nur Radiodaten vertont wurden.

Echte Schallwellen vs. Sonifizierte Radiowellen im Vergleich

Echte Schallwellen (Akustik)

• Zwingend erforderlich (Gase, Flüssigkeiten oder Festkörper)

• Abhängig vom Medium (in irdischer Luft rund 343 Meter pro Sekunde)

• Direkt über das menschliche Trommelfell oder klassische Mikrofone

• Unmöglich, da keine Teilchen zur Schwingungsübertragung existieren

Sonifizierte Radiowellen (Elektromagnetisch)

• Nicht erforderlich, breitet sich mühelos im leeren Raum aus

• Konstant mit knapp 300.000 Kilometern pro Sekunde im Vakuum

• Nur indirekt nach digitaler Umwandlung durch Antennen und Computer

• Problemlos mit Lichtgeschwindigkeit möglich

Akustik-Test im Physik-Seminar in München

Lukas, ein 24-jähriger Physikstudent in München, wollte für eine Vorführung beweisen, dass man im Vakuum nichts hört. Er stellte einen lauten Bluetooth-Lautsprecher unter eine Glasglocke und startete die Vakuumpumpe, doch zu seiner Verblüffung blieb die Musik auch bei fast leerer Glocke noch leise hörbar.

Zunächst zweifelte er an seinen eigenen Formeln und vermutete ein Leck in der Dichtung. Nach zehn Minuten frustrierter Fehlersuche bemerkte er, dass der Lautsprecher direkt auf der Metallbodenplatte stand und die Vibrationen über den Festkörper nach außen leitete.

Er hing den Lautsprecher stattdessen an dünnen Gummibändern frei in die Mitte der Glasglocke, um den direkten Kontakt zum Boden zu unterbrechen. Sobald die Pumpe erneut den Luftdruck absenkte, erstarb der Ton komplett, obwohl die Membran sichtbar weiter pulsierte.