Superman en de fysica van het vliegen
Superman is een held die ik maar moeilijk kan waarderen. Voornamelijk vanwege het feit dat hij een bijna perfect wezen is dat elk obstakel kan weerstaan, op een zeldzaam mineraal van zijn thuisplaneet na.
Waar ik de afgelopen dagen mee geworsteld heb, is hoe hij in staat is om te vliegen. Zeker, in de jaren dertig, toen hij werd gemaakt, was nieuwsgierigheid naar de wetenschap die zijn superkrachten echt zou maken, geen grote zorg. Toen de hele catalogus van H.G. Wells werd verfilmd, de Frankenstein-franchise aandacht kreeg, en een niet-verwante-aan-de-moderne-goliath-dat-is Walking Dead-film werd geproduceerd, was wetenschappelijke nauwkeurigheid niet van het grootste belang voor de entertainmentindustrie.
Nu, met Neil deGrasse Tyson die elke keer in actie komt als iemand de wetenschap in een verhaal fout doet, doen sommige mensen hun best om de wetenschap in verhalen goed te krijgen. Andy Weir, die het epische boek The Martian schreef (en de daaropvolgende film met Matt Damon in de hoofdrol), probeerde zoveel mogelijk van de wetenschap in zijn boek te laten kloppen als hij kon. De uitzondering was de stofstorm waarmee het verhaal begon (waarvan hij openlijk toegeeft dat hij niet klopt, maar hij had een uitgangspunt nodig voor de film).
Hoe vliegt Superman dan? Esther Inglis-Arkell, die voor Gizmodo schrijft, suggereert dat negatieve massa de reden zou zijn waarom Superman in ons universum zou kunnen vliegen. Hiervoor zou Superman luchtmoleculen in negatieve massa moeten veranderen om zijn lichaam tegen de aantrekkingskracht van de zwaartekracht in omhoog te duwen. Dit zou verklaard kunnen worden door aan te nemen dat Superman’s massa een grotere dichtheid heeft dan de positieve massa om hem heen, volgens de algemene relativiteit, maar dit zou in strijd zijn met verschillende varianten van de positieve energievoorwaarden. Ook zou hij waarschijnlijk een onbeweeglijk object zijn… en te dicht voor de Aarde om te dragen.
Ook zou, volgens Einsteins Gelijkwaardigheidsbeginsel, negatieve massa zowel positieve als negatieve massa afstoten. In feite, dankzij iets dat “wegloopbeweging” wordt genoemd, wanneer positieve massa positieve en negatieve massa aantrekt, zou de versnelling die optreedt een voorwerp naar het voorwerp met de positieve massa duwen. Gezien de massa van onze planeet, en de zwaartekracht die deze produceert, zou een dergelijk concept onwaarschijnlijk zijn.
Vogels zijn in staat om aan de zwaartekracht te ontsnappen, en dus te vliegen, door met hun vleugels te slaan en de lucht sneller te verplaatsen dan de lucht en de druk die op hen neerkomt. Vogels hebben sterke borstspieren die hun vleugels zo helpen bewegen dat er niet alleen sterkere luchtstromingen ontstaan door het flapperen, maar dat er ook stuwkracht ontstaat (lucht die over en onder de vleugel beweegt). Vliegtuigen doen dit met hun motoren.
Tenzij Superman iets aan zich heeft dat we niet zien dat lucht uitdrijft zoals vleugels of een motor dat doet, lijkt dit niet waarschijnlijk.
Terwijl ik er niet aan twijfel dat Superman’s borstspieren sterk genoeg zijn om met zijn armen te kunnen flapperen (omdat hij, conceptueel, superkracht heeft), zijn zijn armen geen vleugels. Hij gebruikt zijn cape ook niet als een soort vleugelsysteem (in feite, in de documentaire Batman and Bill, ontmoedigde Bill Finger Bob Kane om Batman polsbanden te geven die verbonden waren met zijn cape omdat het onpraktisch was).
Plus, zoals is aangetoond in de Because Science aflevering over Batman’s vermogen om te glijden met behulp van zijn cape, Superman’s cape zou monsterlijk moeten zijn. En dat is enkel voor het glijden, vergeet het opstijgen. Als we teruggaan naar de negatieve massa theorie, als Superman’s dichtheid zo groot is als het suggereert, zou hij een ongelofelijke cape nodig hebben om zelfs dat te doen.
Noot terzijde: Het blijkt dat MPhys studenten aan de Universiteit van Leicester de wiskunde hebben gedaan en, gegeven Batman’s fysieke condities met een cape van de grootte die hij heeft, zou hij over een korte afstand kunnen zweven (350 meter van een 150 meter hoogte). De landing zou echter overeenkomen met een aanrijding door een auto die 50 km per uur rijdt. Hij zou dus sterven.
Een andere mogelijkheid is dat Superman, gezien zijn bekende snelheid van “sneller dan een razende kogel”, sneller reist dan de ontsnappingssnelheid van de Aarde. Die snelheid is 11,186 kilometer per seconde. Dat is sneller dan de geluidssnelheid en enkele malen sneller dan een kogel uit een geweer. Aangenomen dat Superman in staat is deze snelheden te doorbreken, zou het begrijpelijk kunnen zijn hoe hij aanvankelijk van de oppervlakte komt. Maar die snelheid volhouden als hij eenmaal in de lucht is, blijft het probleem. Zoals eerder gezegd, tenzij hij een motor in zijn lichaam heeft ingebouwd waar we geen weet van hebben, lijkt het onwaarschijnlijk dat hij kan blijven vliegen.
Al met al, en de andere natuurkundige problemen met zijn supergaven buiten beschouwing latend, lijkt vliegen zoals Superman het doet veel meer fictie dan wetenschap.