Möbius Schaatsen

Möbius Schaatsen

In 1858 kwam de Duitse wiskundige August Ferdinand Möbius op een leuk idee. Hij nam een strook papier en plakte de uiteinden aan elkaar. Dat leverde een ring op. Daarna nam hij een andere strook papier, maar voordat hij de uiteinden aan elkaar plakte, draaide hij één van de uiteinden een halve slag en plakte ze toen aan elkaar. Dat leverde een ding op dat sindsdien de band van Möbius heet. Het lijkt een gewone band met een slag er in, maar dat is het niet. Het is een band met slechts één kant.

In de figuur lopen vreemde poppetjes achter elkaar over de ring. Je ziet dat ze continu door kunnen lopen en daarbij langs beide `kanten’ komen. Kanten staat tussen aanhalingstekens, want er is eigenlijk maar één kant.

De ring van Möbius is een leuk speeltje, maar heeft nauwelijks praktische toepassingen. Soms wordt een gedraaide band gebruikt bij aandrijving, omdat dan de slijtage over beide kanten verdeeld wordt. De Möbiusband is echter vooral om over na te denken. Maar er is een toepassing die wel erg bekend is. Het is de baan die wordt gebruikt bij het schaatsen.

Laten we eerst even kijken naar de baan die wordt gebruikt bij atletiek. Bij hardlopen loopt elke atleet in zijn eigen baan. Daar moet hij in blijven; loopt hij er buiten dan volgt diskwalificatie. Bij het schaatsen is dat anders. Daar lijken er twee banen te zijn. Ze heten ook binnenbaan en buitenbaan. Ze zijn echter verbonden door iets dat kruising heet. Daar verwisselen de schaatsers van baan. Die kruising zorgt er voor dat de schaatsbanen geen banen zijn zoals bij atletiek, maar dat ze een Möbiusband vormen. Als een schaatser begint op de finishlijn van de buitenbaan, neemt hij eerst een buitenbocht, gaat dan via de kruising naar de binnenbaan, neemt twee binnenbochten, gaat via de kruising weer naar de buitenbaan, neemt de tweede buitenbocht en komt weer aan bij de finishlijn. Hij heeft beide banen geschaatst zonder over een scheidingslijn te gaan. Dat is het principe van de Möbiusband.

Er is echter een probleempje. Een band van Möbius heeft slechts een kant, maar als je er langs loopt, merk je wel dat je soms boven en soms onder de band bent. Bij schaatsen kan dat uiteraard niet: een schaatser kan niet aan de onderkant van een baan schaatsen. De oplossing is dat de Möbiusband in een plat vlak wordt gewrongen. Het beste stel je je dat als volgt voor. Neem een strook papier en vouw die dubbel in de lengte. Maak er dan een Möbiusband van door de uiteinden (met een halve slag) aan elkaar te plakken. En dan komt de truc. Vouw de strook in de lengte weer open. Dat vergt wat scheurwerk, want dat gaat niet zomaar. Maar als je de ring in de lengte hebt opengevouwen, zie je ineens een schaatsbaan. Met een rare kronkel: dat is de kruising.

Dat een schaatsbaan een Möbiusring is, heeft een paar grappige gevolgen. Om te beginnen de lengte van de baan. Je hoort altijd dat de baan 400 meter lang is. Maar dat is niet zo: de lengte is 800 meter. Bij de start lijkt het alsof of beide schaatsers in hun eigen baan staan. Maar dat is niet zo, want er is maar één baan. Wat er aan de hand is, is dat beide schaatsers in dezelfde baan staan met een tussenafstand van 400 meter. Dus een schaatswedstrijd is altijd een achtervolgingswedstrijd. Dat zie je ook als de ene schaatser de andere inhaalt: dan passeert de ene de andere in ‘dezelfde’ baan. Bij atletiek kan dat nooit gebeuren. Het is dan ook een beetje vreemd dat de ISU enkele jaren geleden heeft besloten een nieuwe wedstrijdvorm toe te voegen: de ploegachtervolging. Dat het in ploegen gebeurt is nieuw, maar dat het een achtervolging is, is bepaald niet nieuw.

Omdat de schaatsers op een afstand van 400 meter van elkaar starten, heeft ook elke schaatser zijn eigen finishlijn. Dat is ook bij atletiek zo, maar bij schaatsen zijn er twee finishlijnen in dezelfde baan. En dat is bijzonder.