Verstösst Samichlaus gegen die Physik?

Sie müssen über eine Million Schweizer Haushalte an einem Tag besuchen: Ist das möglich? Unser Autor berechnet den Weg von Samichlaus und Schmutzli.

Hat eine fast unlösbare Aufgabe: Der Samichlaus muss an einem Tag alle Schweizer Kinder besuchen. Foto: Keystone

Hat eine fast unlösbare Aufgabe: Der Samichlaus muss an einem Tag alle Schweizer Kinder besuchen. Foto: Keystone

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Der Samichlaus und sein Schmutzli haben die schwierige Aufgabe, an einem Tag alle Kinder in der Schweiz zu besuchen. Einige sagen, das sei nicht möglich. In der Schweiz leben rund 1,5 Millionen Kinder in einer Million Haushalten. Geht das, ohne gegen die Gesetze der Physik zu verstossen?

Diese Art der Kalkulation wird als «Problem des Handelsreisenden» bezeichnet und ist sehr kompliziert: Die Anzahl der möglichen Wege zwischen einer Million Haushalten ist die Fakultät von einer Million, eine Zahl mit über fünf Millionen Ziffern. Das grösste ähnliche Problem, das jemals exakt gelöst wurde, ist der kürzeste Weg zwischen 85'900 Städten. Im Swiss National Supercomputing Centre hätte Schmutzli jedoch Zugang zu einem der grössten Computer der Welt und könnte eine ungefähre Lösung für seine optimale Route berechnen, wenn er die eigentlich Meteo Schweiz zugewiesene Computer-Belegungszeit kurz nutzt.

Ich schätze, dass Schmutzli und sein Team eine Gesamtenergie von 20 Trillionen Joule benötigen.

Ich schätze, dass die durchschnittliche Entfernung zwischen Häusern auf den 41'285 Quadratkilometern der Schweiz bei 100 Metern liegt. Dazu habe ich einen Faktor von 0.5 angewendet, um die Ansammlung von Haushalten in Wohnblöcken, Städten und Dörfern zu berücksichtigen. Dies bedeutet, dass eine Gesamtstrecke von 100'000 Kilometern zurückgelegt werden muss. Bei einer Geschwindigkeit von 10 Kilometern pro Sekunde – zu schnell, um Radarfallen auszulösen – kann die Reise in etwa drei Stunden durchgeführt werden, und es verbleibt für jeden Haushalt eine Zehntelsekunde, um ungezogene Kinder zu bestrafen oder ein Geschenk zu überreichen. Das ist ungefähr so schnell wie eine Sternschnuppe, die aufgrund der Reibung in der Atmosphäre weiss glüht.

Die Rechnung geht auf

Schmutzli reist an der Spitze, um Samichlaus und den Esel vor den ständigen atmosphärischen Stosswellen zu schützen, während sie zwischen den Haushalten beschleunigen. Schmutzlis Kleidung würde bei dieser Geschwindigkeit normalerweise in einem Feuerball zerfallen, aber mit hitzebeständigen Materialien, die von der Nasa entwickelt wurden, könnte dies auf ein warmes Glühen reduziert werden, welches offensichtlich das russige Äussere des Schmutzli erklärt.

Das Motorrad wäre für dieses Unternehmen eindeutig zu langsam: Ein Schmutzli und Samichläuse unterwegs in Zürich. Foto: Keystone

All das Beschleunigen und Anhalten erfordert viel Energie, vor allem bei den 250 Tonnen Geschenken, die transportiert werden müssen, aber im Laufe der Reise stetig abnehmen. Anhand der Ziolkowski-Raketengleichung schätze ich, dass Schmutzli und sein Team eine Gesamtenergie von 20 Trillionen Joule benötigen. Das ist etwa das Hundertfache des jährlichen Energieverbrauchs der Schweiz und könnte durch die Bedeckung des gesamten Kantons Tessin mit Sonnenkollektoren erzielt werden – was wahrscheinlich niemand merken würde.

Diese Energie könnte gespeichert werden, indem das tiefe Innere der alpinen Berge aufgeheizt und anschliessend mit umweltfreundlichen Wärmepumpen für den Betrieb von gigantischen Röntgenlasern abgerufen wird, die das Team vom Schmutzli mit einem photonenbetriebenen Lichtsegel durch die Schweiz transportieren. Dadurch schmelzen zwar die Gletscher, aber Schmutzli kann das auf den Klimawandel schieben.

Ich folgere: Schmutzli und Samichlaus könnten es am 6. Dezember schaffen, ihre Aufgabe innert 24 Stunden zu erledigen, ohne gegen die Gesetze der Physik zu verstossen oder einen Strafzettel zu erhalten.

Ben Moore ist Professor für Astrophysik an der Universität Zürich

(Das Magazin)

Erstellt: 04.12.2018, 20:00 Uhr

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