GAG547: Orffyreus und das Perpetuum Mobile
Eine Geschichte über Johann Bessler und sich unaufhörlich bewegende Maschinen
1717 kommt es auf Schloss Weißenstein unter dem Landgraf von Hessen-Kassel zu einem besonderen Experiment: Johann Bessler, der als Orffyreus in Erscheinung trat, präsentiert eine ewig laufende Maschine, die in der Lage sein sollte, Mühlen in Gang zu halten, Bergwerke auszupumpen, Förderkörbe zu heben, Sümpfe auszutrocknen und natürlich sollte sie auch die Wasserspiele in den Lustgärten betreiben – ohne weitere Energiezufuhr.
Wir sprechen in der Folge über das Leben von Johann Bessler und warum das Perpetuum Mobile gerade am Vorabend des Dampf-Maschinenzeitalters einen Höhepunkt erreichte.
Vielen Dank an Jan Cronauer (https://www.instagram.com/jancronauer/)) für den Hinweis!
Erwähnte Episoden
- GAG251: Der Schachtürke – https://gadg.fm/251
- GAG479: Über einen, der alles wusste – Athanasius Kircher – https://gadg.fm/479
- GAG498: Eine kleine Geschichte des Grimoires – https://gadg.fm/498
- GAG263: Lavoisier und die Entdeckung des Sauerstoffs – https://gadg.fm/263
- GAG163: Vernepator Cur – der Hund im Hamsterrad – https://gadg.fm/163
- GAG544: HB05 – Eine Weltreise auf vier Rädern, mit drei Gängen, fünfzig PS und 128 Eiern & Zar und Zimmermann – https://gadg.fm/544
- GAG22: Vom Goldjungen zum Staatsgefangenen – https://gadg.fm/22
Literatur
Schaffer, Simon. „The Show That Never Ends: Perpetual Motion in the Early Eighteenth Century“. The British Journal for the History of Science 28, Nr. 2 (1995): 157–189.
Friedrich Frhr. Waitz von Eschen: „Das Perpetuum mobile des Orffyreus auf dem Weissenstein (1717–1721): lediglich die Geschichte eines Betruges?“, Zeitschrift des Vereins für hessische Geschichte und Landeskunde (ZHG) Band 119 (2014), S. 83–104.
Jenkins, Alejandro. „The Mechanical Career of Councillor Orffyreus, Confidence Man“. American Journal of Physics 81, Nr. 6 (2013): 421–27. https://doi.org/10.1119/1.4798617.
Joachim Kalka: Das Perpetuum mobile Ein Schattenriss aus der Abendröte spekulativer Technik im 18. Jahrhundert, Gegenworte, 29. Heft, Frühjahr 2013.
Joachim Kalka: Phantome der Aufklärung: von Geistern, Schwindlern und dem Perpetuum Mobile, 2006.
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Vielen Dank für die die wieder mal sehr interessante Episode.
Im Rahmen des Physik Leistungskurses am Gymnasium durfte ich vor über 40 Jahren einen Vortrag über ein Schein-Perpetuum Mobile halten. Es handelte sich um die Lichtmühle. Sie besteht aus einer bis auf einen Restdruck von 5 Pascal evakuierten Glaskugel, in deren Innerem sich ein bewegliches Flügelrad befindet, das mit mehreren einseitig geschwärzten Plättchen versehen ist. Bei Lichteinfall beginnt das Rad, sich zu drehen. Das Licht erwärmt die geschwärzten Flächen stärker als die ungeschwärzten Flächen. Dadurch erhalten die auf die schwarzen Flächen treffenden Gasmolekülen einen höheren Impuls beim Wegfliegen. Dadurch entsteht ein Nettoimpuls der die Mühle in Bewegung setzt.
GAG 547, Hallo Jungs, ich habe da mal was für Euch, Gruß Fassi
Einsatz des Casimir-Effekts zur Energiegewinnung und als neuartiger Antrieb.
Der Casimir-Effekt, erstmals theoretisch von Hendrik Casimir beschrieben und experimentell durch Lamoreux bestätigt, beschreibt die quanteninduzierte Anziehungskraft zwischen zwei parallel ausgerichteten, ungleich geladenen leitenden Platten im Vakuum. Diese Kraft resultiert aus der Einschränkung der elektromagnetischen Nullpunktfluktuationen des Vakuums zwischen den Platten und ist umgekehrt proportional zur vierten Potenz des Abstands. Die Standardformel für den Casimir-Druck zwischen zwei ideal leitenden Platten im Abstand d lautet: P = -\frac{\hbar c \pi^2}{240 d^4}
Für zwei Platten der Abmessungen 1 nm × 500 nm und einem Abstand von 1 nm ergibt sich eine Kraft von ca. 0,00662 Milligramm. Wird der Abstand auf 2 nm erhöht, sinkt der Druck auf etwa 0,000414 Milligramm. Eine fortlaufende Berechnung für Plattenabstände von 3 nm bis 50 nm zeigt den erwarteten exponentiellen Abfall des Casimir-Drucks. Durch Addition dieser Druckwerte über den Abstand ergibt sich eine numerische Integration, die als Approximation der Gesamtkraft für eine Plattenanordnung mit variierender Distanz interpretiert werden kann.
Ein bemerkenswerter Effekt ergibt sich, wenn man die beiden Platten nicht parallel, sondern im Winkel von etwa 45 Grad zueinander anordnet. In dieser Giebelstruktur entsteht eine asymmetrische Druckverteilung, die eine resultierende Kraftkomponente in Richtung der Öffnung erzeugt. Durch die numerische Integration über die Druckverteilung kann somit ein gerichteter Schub identifiziert werden, der nicht rein orthogonal, sondern tangential entlang der Struktur wirkt. Dieses anisotrope Verhalten legt die Grundlage für ein Konzept gerichteten Vortriebs im Vakuum – ohne bewegliche Teile oder äußere Treibstoffe.
Aufbauend auf diesem Prinzip wird eine Struktur vorgeschlagen, bei der sechs solcher Casimir-Giebel auf einer stabilen quadratischen Trägerplatte (1000 nm × 1000 nm, 250 nm dick) senkrecht montiert sind. Alle Giebel sind in identischer Orientierung ausgerichtet und weit genug voneinander entfernt, um gegenseitige Störungen zu vermeiden. Eine identische Trägerplatte bildet die obere Begrenzung. Diese Konfiguration ergibt einen offenen mikrometergroßen Würfel mit gerichteter Schubwirkung.
Die Schubkraft pro Giebel beträgt etwa 0,00709 Milligramm, sodass sich für die sechsfache Konfiguration ein Gesamtschub von 0,04255 Milligramm ergibt. Werden 1.000 solcher Mikrometerwürfel linear aneinandergereiht, so entsteht eine resultierende Schubkraft von etwa 42,5 Milligramm. Eine Fläche bestehend aus 1.000 solcher Linien (also 1.000 × 1.000 Würfeln) liefert bereits 42,5 Gramm Schub. Übereinandergestapelt zu einem Kubikmillimeter (1.000 Lagen) steigt die resultierende Schubkraft auf 42,5 Kilogramm.
Skaliert man das Konzept weiter, ergeben sich folgende theoretische Werte:
• 1 cm³ Struktur liefert ca. 42,5 Tonnen Schub
• 1 dm³ entspricht ca. 42.500 Tonnen
• 1 m³ entspräche einem rechnerischen Schub von 42,5 Millionen Tonnen
Diese Werte sind unter Idealbedingungen berechnet und zeigen das enorme Potenzial dieses Prinzips. Um die entstehenden Kräfte technisch kontrollierbar zu halten, ist der Einsatz von strukturellen Trägermaterialien und stabilisierenden Architekturkomponenten essenziell. Die geometrische Form kann dabei flexibel angepasst werden – etwa in Form dünner Platten oder runder Scheiben. Werden diese konzentrisch übereinandergestapelt, lässt sich eine kugelförmige Struktur konstruieren.
Die Kugelform ist nicht nur aus fertigungstechnischer Sicht vorteilhaft, sondern auch physikalisch sinnvoll, da sie ein ideales Gehäuse für die Aufrechterhaltung eines Hochvakuums bildet – eine Grundvoraussetzung für die Entfaltung des Casimir-Effekts.
Darauf aufbauend kann ein System entwickelt werden, bei dem drei solcher Kugeln jeweils kardanisch aufgehängt sind, ähnlich der Anordnung eines Mercedessterns. Durch präzise Steuerung der Ausrichtung und des Schubs jeder Kugel lässt sich eine kontrollierte Bewegung und Orientierung realisieren. Diese Konfiguration erlaubt es, das System als steuerbaren Vakuum-Antrieb zu verwenden.
Die Skalierbarkeit erlaubt darüber hinaus auch stationäre Anwendungen – etwa zur Energiegewinnung. Werden rotierende Scheibenstrukturen verwendet, könnten Casimir-Schübe direkt zur Rotation genutzt werden, um Generatoren anzutreiben und elektrische Energie zu erzeugen. Das eröffnet das Potenzial für eine neue Klasse sauberer, kompakter und verschleißfreier Energiequellen.
Schließlich ist zu erwähnen, dass solche Strukturen auch als tragfähige Hypothese zur Erklärung antiker Transporttechnologien betrachtet werden könnten – beispielsweise für das präzise Bewegen großer monolithischer Blöcke wie in Baalbek oder den Pyramiden von Gizeh.
Moderne Fertigungstechnologien, insbesondere aus dem Bereich der Mikrochipindustrie, verfügen heute über das nötige Know-how, um Strukturen im Nanometer- und Mikrometermaßstab präzise herzustellen. Damit rückt der Casimir-Antrieb von einer quantenphysikalischen Kuriosität zu einer potenziell bahnbrechenden Technologie mit weitreichenden Anwendungen in Raumfahrt, Energiegewinnung und Lastenbewegung.
Gerd Fassbender (Dipl. Ing..)
Statt Milligramm würde ich als Einheiten für Druck Pascal und für Kraft Newton bevorzugen. Das wäre im ersten Zahlenbeispiel mit den parallelen Platten mit 1 nm Abstand 1.30 GigaPascal und bei der o.g. Fläche von 1 nm × 500 nm eine Kraft von 650 nanoNewton. Unter Berücksichtigung der Erdbeschleunigung von 9.81 m/s^2 entspricht dies der o.g. Masse von 0.0662 milliGramm.
Ich verstehe aber nicht, warum eine resultierende Kraft in Richtung der Öffnung wirken soll, wenn die Platten in Giebelform angeordnet sind. In erster Näherung kann man sich die aufeinander zulaufenden Platten als zwei symmetrisch angeordnete Treppenprofile (Stufengiebel) vorstellen. Zwischen jede der Stufen passt genau eine De-Broglie Wellenlänge oder deren vielfache, während ausserhalb der Profile jede Wellenlänge für die virtuellen Teilchen erlaubt ist. Der Druck wirkt von aussen immer senkrecht auf jede Stufe und zwar um so mehr, je enger die Stufen beieinander stehen.
Wenn man die Stufen infinitesimal klein macht ist, man wieder bei den Platten in Giebelformation. Ich sehe keinen Grund, warum dann plötzlich eine resultierende Kraft in Richtung der Öffnung wirken sollte. Eher werden die Platten um so stärker aufeinander zu gebogen, je enger sie benachbart sind. Das geht dann in der Nettowirkung in die Richtung des Systems „Lokomotive Emma – Balken – Magnet“. Aber vielleicht übersehe ich da etwas.
Eine alternative Erklärung des Casimir-Effekts sind Van-der-Waals-Kräfte zwischen makroskopischen Objekten. Dafür ist eine Annahme von Quantenfluktuationen nicht vonnöten. Ein resultierende Kraft würde dann m.E. ebenfalls nicht auftreten.
Erich von Däniken selig hätte übrigens seine Freude an der Idee gehabt, dass solche Casimir-Strukturen für das präzise Bewegen grosser monolithischer Blöcke im antiken Baalbek oder beim Bau der ägyptischen Pyramiden zum Einsatz gekommen sind.
Und wer hat’s erfunden? Natürlich die Ausserirdischen, die in UFOs mit Casimir-Antrieb auf der Erde gelandet sind!
Spass beiseite: Der Casimir Effekt wurde 1996-2002 von der NASA im Rahmen des Breakthrough Propulsion Physics Project (BPPP) erforscht. In einem 2004 erschienen Paper „Prospects for Breakthrough Propulsion from Physics“ von Marc G. Millis (National Aeronautics and Space Administration, Glenn Research Center, Cleveland, Ohio 44135) wurde festgestellt, dass „In principle, and without violating thermodynamic laws, it is possible to convert minor amounts of quantum vacuum energy“. Erwähnt wurden „MicroElectroMechanical (MEM) rectangular Casimir cavities“. Man hat auch Netto Schubkräfte feststellen können, die aber zu gering für einen praktischen Einsatz waren.
Mittelfristig wird die Erforschung des Casimir Effekts eher relevant sein für Anwendungen in der Nanotechnologie. Offen bleibt, ob langfristig eine Nutzung für die Energiegewinnung und neuartige Antriebe im makroskopischen Bereich möglich sein wird.
Vielen Dank für diese facettenreiche und launige Folge! Und mal positive Kritik für Daniel: Dein Storytelling/Narrativität wird immer besser!
Vielen Dank für die (wieder einmal schöne Geschichte). Die Welt ist energiegeladen. 1944(!!) gab es in Göttingen an der Uni eine Sitzung zur Frage ob es eine Energie gibt die so klein ist, dass sie nichts bewirkt. Es gab so herrlich verwirrende Bezeichnungen wie akausaler Sprung. Der Wehrmachtsfunker Bernhard Hassenstein (1922-2016, Freiburger Biologe) bekam keinen Urlaub und hat stattdessen ein Gedicht hingeschickt. „Das Wirkungsquant oder die Verstärkertheorie“Max Plank hat es gefallen. Max Planck hats gefallen 🙂
„Das Wirkungsquant oder: Die Verstärkertheorie“ Bernhard Hassenstein 1944
Ein Wirkungsquant fliegt durch das Dorf,
es sucht das Hirn des Herrn von Korf.
Es findet dort in dem Gewühl
ein ganz bestimmtes Molekül.
Von Korf ist grad in schwerer Not:
„Eß´Wurst- ich oder Käsebrot?“
Das Quant, das wirft sich in die Brust:
„Du glaubst, du willst! Allein: Du mußt!
Nie kannst die Freiheit du erringen.
Doch ich bin frei und kann dich zwingen!“
Elektron „9“ sprach: „Spring mich doch!“
Das Quant:“Ich überleg´mir´s noch.“
Dann hat durch es Elekton „8“
´nen akausalen Sprung gemacht.
Von Korf nahm daraufhin spontan
die Wurst und fing zu essen an
und nahm die Sache ganz im Stillen
dann als Beweis für freien Willen.
Dem Quant hat das den Rest gegeben:
Frei-Willig schied es aus dem Leben.
Moin!
Die Buchstabenverschiebung um 13 Stellen, die Bessler für seinen Namen verwendete, hat eine sehr praktische Eigenschaft: Wenn man sie zweimal hintereinander ausführt, bekommt man (ganz ohne Mystik) wieder den ursprünglichen Text. Das Verfahren ist seit Jahrzehnten in der Informatik und vor allem im Usenet unter dem Namen ROT13 bekannt. Man verwendet es hauptsächlich, um Spoiler zu verbergen. Wenn man als Leser etwa irgendwo „Trfpuvpugra nhf qre Trfpuvpugr“ findet, dann weiß man sofort (wenn man kein Newbie ist), dass es sich um ROT13 handelt, und kann selbst entscheiden, ob und wann man sich den Klartext anzeigen lässt. Notfalls per Papier und Stift, aber viele Newsreader und sonstige Programme haben ROT13 implemetiert, so dass eine Tastenkombination reicht. Online kann man es z.B. hier ausprobieren:
https://rot13.com/
„Bessler“ ergibt mit ROT13 allerdings nicht „Orffyreus“, wie man schon mit freiem Auge an der Zahl der Buchstaben sieht, sondern „Orffyre“. Die letzten beiden Buchstaben hat er wohl hinzugefügt, damit sich etwas Pseudo-Lateinisches ergibt, das einen gelehrten und/oder mystischen Eindruck erweckt.
https://de.wikipedia.org/wiki/ROT13
Diese Folge morgens um 4 Uhr zu hören weil man nicht schlafen kann hat zur Folge dass man erst recht nicht schlafen kann. Weil? Schaut euch das hier an. Ich musste städnig lachen…. https://www.youtube.com/watch?v=4VEFvvc1f00
Herzlichen Dank für die Folge
Über diese Folge habe ich mich ganz besonders gefreut. Die Geschichte des Perpetuum mobiles und seiner modernen Varianten ist seit über zwanzig Jahren mein privates Forschungsthema. Und doch habe ich in dieser Folge noch einiges gelernt. Vielen Dank. Da steckt erkennbar gründliche Recherche drin.
Die Geschichte von Bessler wurde von Tibor Rode in einem historischen Roman verarbeitet. Das fand ich etwas ärgerlich, weil ich den gerne selbst geschrieben hätte 😉 Also habe ich einen Roman über die neuere Form des Perpetuum mobiles geschrieben, Scharlatanerie mit „Freier Energie“ und ähnlichen Ideen. Darum und um viele anderen Täuschungen geht es auch in meinem im November begonnenen wöchentlichen Podcast. Noch mehr als die technischen Hintergründe interessiert mich inzwischen die Frage, warum es immer wieder auch gebildete und kompetente Menschen gibt, die daran glauben.
In einer Folge erwähne ich auch das Bessler-Rad, eure Folge habe ich in den Shownotes ergänzt.
Bei Zittau wurde ich hellhörig. Da war doch schon mal was- genau, Christian Gottlieb Priber (1697–1744) stammt auch aus Zittau. Thematisiert in GAG 123- CGP- Aussteiger und Renegade.
2 min weiter gehört- da hat Richard die Info gedropped. 😃
Weitere LIteratur:
– „Perpetual Motion. The History Of An Obsession“, von Arthur Ord-Hume, 1977
– „Voodoo Science. The Road from Foolishness to Fraud“, von Robert Park, 2000 (Kapitel 6)