Wie zwei Seifenblasen optimal zusammenpassen, ist nunmehr wissenschaftlich ergründet
Nicht nur Kinder erfreuen sich an dem schillernden Tanz von Seifenblasen, auch für Physiker und Mathematiker haben die vergänglichen Gebilde ihren Reiz. Denn deren perfekte Kugelform illustriert ein klassisches Prinzip: Die Seifenhaut steht unter Spannung und versucht daher, eine möglichst kleine Oberfläche einzunehmen. Und die Form, bei der die Oberfläche im Verhältnis zum Inhalt am geringsten ist, ist nun mal die Kugel. Welcher Regel aber folgen Seifenblasen, wenn sie sich zusammentun? Durchweg verbinden sich zwei gleich große, indem sie zwischen sich eine ebene, kreisförmige Mittelwand ausprägen und eine symmetrische Doppelblase bilden. Warum das so ist, ließ die kalifornischen Mathematiker Joel Hass und Roger Schlafly nicht ruhen. Denn es war keineswegs offensichtlich, dass die einzige Möglichkeit, zwei gleiche Volumina mit möglichst geringer Oberfläche zu umfassen, die Doppelblase sein muss. Denkbar war auch eine "Torusblase", bei der einer der Partner eine Ringoberfläche ausbildet, durch die sich der andere quasi hindurchzwängt. Da dem Problem mit reiner Mathematik allein nicht beizukommen war, vertrauten Hass und Schlafly auf ein in der Zunft immer häufiger eingesetztes Beweismittel: den Computer. Über die Berechnung von mehr als 200 000 Formen für Doppel- und Torusblasen fand der Computer in Näherungsschritten tatsächlich diejenige mit dem günstigsten Verhältnis zwischen Oberfläche und Volumen: eine Doppelblase mit ebener, kreisförmiger Zwischenwand, deren Radius 87 Prozent des Blasenradius ausmacht - wie eben Seifenblasen sie bilden. "Es stellte sich heraus, dass die natürlichen Blasen die besten sind", formuliert Joel Hass eingermaßen verblüfft. Was die Forscher da treiben, ist allerdings nicht bloße Schaumschlägerei, denn die mathematischen Techniken, die sie für ihr Blasenspiel entwickelt haben eignen sich durchaus für praktische Anwendungen: zum Beispiel um die Form zweier Treibstofftanks in Satelliten zu optimieren, um bestimmte geometrische Probleine zu Iösen oder um in komplexeren Wirtschaftsmodellen den maximalen Profit oder den minimalen Materialverbrauch bei der Herstellung eines Produktes zu berechnen.