Schnell, schneller, am schnellsten: Menschen treten seit jeher im sportlichen Vergleich gegeneinander an. Neben dem Sieg zählt im Spitzensport vor allem der Kampf gegen die Uhr und um den Weltrekord. Den vorläufigen Höhepunkt im Streben nach der Höchstgeschwindigkeit setzte der Jamaikaner Usain Bolt mit seinem spektakulären Weltrekord im 100-Meter-Sprint bei der Leichtathletik-WM in Berlin 2009. Bleibt die Frage: Gibt es ein menschliches Geschwindigkeits-Limit? Mathematiker und Physiker sind mit statistischen Methoden und theoretischen Betrachtungen dieser Frage nachgegangen und haben eine Antwort gefunden: “Es wird immer neue Rekorde geben”, sagt Matthias Ludwig, Mathematik-Professor an der Pädagogischen Hochschule Weingarten. Der Materialwissenschaftler Adrian Bejan von der Duke University in Durham bestätigt: “Es gibt kein Limit!”
Usain Bolt, der schnellste Mann, den die Welt je gesehen hat, raste in Berlin mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 37,58 Kilometern pro Stunde über die Tartanbahn. Das entspricht dem Tempo eines galoppierenden Pferds. Im Vergleich zu den 112 Kilometern pro Stunde, die ein jagender Gepard erreicht, war der dreifache Olympiasieger allerdings geradezu langsam. Wann wird ein Sprinter kommen, der noch schneller ist? Seit Beginn der elektronischen Zeitmessung 1932 hat sich der Weltrekord auf der kürzesten olympischen Sprintstrecke von 10,64 Sekunden bereits um über eine Sekunde verbessert.
Um vorherzusagen, wie sich die Weltrekorde in Zukunft entwickeln werden, nutzen Wissenschaftler beispielsweise die sogenannte Extremwert-Theorie. Dabei gehen sie davon aus, dass alle gelaufenen Zeiten zufällig zustande kommen. “Aus diesen Zeiten versucht man in einem relativ umfangreichen Verfahren, die maximal höchste Geschwindigkeit zu bestimmen”, erklärt Ludwig. Für seine Vorhersage künftiger Spitzenleistungen verwendet der Mathematik-Professor daher ein einfacheres Modell: “Ich nehme die Daten, wie sie sind und versuche, eine Kurve durchzulegen.” Indem er diese Kurve an die bisherigen Weltrekorde anpasste, kam er zum Ergebnis von 9,55 Sekunden. Es sei allerdings sehr schwierig, absolute Aussagen zu treffen.
Biomechaniker etwa hatten vor einigen Jahren behauptet, dass niemand je schneller als 9,7 Sekunden laufen werde. “Dann kam Usain Bolt und plötzlich geht es doch.” Und: “Da spielt einfach sehr viel mit rein. Er hätte an diesem Tag noch schneller sein können. Er ist mit offenem Schuhbändel gelaufen. Nach Berechnungen wäre er im Idealfall eine oder zwei Zehntel schneller gewesen.” Bolt selbst steckte sich 9,40 Sekunden als Ziel. Als “definitiv falsch” bezeichnet Ludwig die Idee vom ultimativen Weltrekord: “Der Mensch strebt einfach immer nach neuen Rekorden: höher, schneller, weiter.”
Der Materialwissenschaftler Adrian Bejan setzt in seinem theoretischen Ansatz nicht auf Erfahrungen, sondern auf die Gesetze der Physik: “Die Entwicklung der Weltrekorde im Sport ist ein Beispiel für das Phänomen Evolution. Und es gibt kein Ende der Evolution.” Grundlage seiner Forschung ist das von ihm 1996 entdeckte “Constructal Law”. Dieses besagt: Jede existierende Anordnung wird ständig durch eine noch bessere ersetzt. Beispiele für dieses Konstruktionsgesetz sind Flussläufe, Vegetationsformen oder die Fortbewegungsarten der Tiere. Will heißen: “Auch wir Menschen bewegen uns mit der Zeit auf der Erde immer einfacher und damit schneller fort.”
Im Verlauf seiner Forschungen entdeckte Bejan drei Besonderheiten: Zunächst stellte er bei Tieren einen Zusammenhang zwischen Körpergröße und Geschwindigkeit fest. Je größer ein Tier einer Art war, umso schneller war es auch. Der Physiker fand zudem heraus: Auch die schnellsten Athleten in Laufwettbewerben folgen dem “Constructal Law”. Die Grundlage für immer schnellere Zeiten sei offensichtlich nicht nur hartes Training und die beste medizinische Versorgung, sondern auch die Körpergröße. “Die Rekordhalter werden immer größer, denn die Größeren haben Vorteile”, erklärt Bejan. Natürlich rein statistisch gesehen. Wenn allerdings zwei Athleten gleich groß sind, kommt die von Bejan als “wahre Größe” bezeichnete Länge zum Tragen: Es ist der Abstand vom Boden bis zum Massenschwerpunkt des Körpers, der beim Menschen etwa auf Höhe des Beckens liegt.
Beim Sprint sei ein höherer Schwerpunkt besser. Das kommt Menschen mit afrikanischen Wurzeln zugute, bei denen dieser im Durchschnitt um drei Prozent höher liegt als bei Europäern. Die Folge: “Ein 1,5 Prozent-Vorteil für die Geschwindigkeit”. “Für die heutigen Verhältnisse ist das enorm es ist gigantisch”, betont Bejan. Seine Entdeckungen weisen auf einen direkten Zusammenhang zwischen Körpermaßen und der erreichbaren Geschwindigkeit hin.
Neben statistischen Erklärungen gebe es allerdings auch andere Faktoren, die für weitere Weltrekorde sprechen. “Mit der Zeit wird es neben besseren Athleten auch immer förderlichere Trainingsmethoden und vielleicht sogar neue Regeln geben. Und ehe man es sich versieht, wird ein Sportler wesentlich schneller laufen als Usain Bolt.” Dessen ist sich der Physiker sicher. Genau das sei es jedoch, was den Sport ausmache. Bejan fasst zusammen: “Ohne die Aussicht auf stets neue Rekorde wird jede Sportart irgendwann eintönig. Das ‘Constructal Law’ wirkt der Langeweile entgegen es ist einfach und spannend.” Seine direkte Antwort auf die Frage nach dem menschlichen Geschwindigkeitsmaximum lautet daher: “Es gibt kein Limit!”
Von ddp-Korrespondent David Köndgen
