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Auszug aus dem Dokumentationsentwurf : "Die Zeitbombe tickt, kann sie noch entschärft werden" (zusammengestellt: 1989-1992, Walter Rath)

>Hier< das Periodensystem der chemischen Elemente.
>Hier< zu Elementarteilchen.

Am Anfang gab es eine ungeheure Konzentration von allem, was um uns vor sich geht, in einem einzigen Punkt, sagen die meisten Wissenschaftler. (Es gibt jedoch andere Hypothesen, also Annahmen. Aber es sieht fast so aus, als würde die „Physik-Religion“ inzwischen Andersdenkende ausgrenzen. Die Urknalltheorie paßt doch irgendwie zur Interpretation der christlichen Schöpfungsgeschichte).

Es soll alles in einem Punkt, also von der Ausdehnung Null, begonnen haben. In diesem Punkt war - völlig unvorstellbar - die gesamte Energie (gleich Materie nach Einstein) zusammengeballt. Die Temperatur dieses Punktes soll unendlich groß gewesen sein, weswegen dieser Punkt sich aufgebläht hat, in Form einer völlig unvorstellbaren kosmischen Explosion als Urknall. (Widerspruch: Ein Punkt von der Ausdehnung Null kann sich auch nicht vergrößern. - Hierzu eine wahre Begebenheit. Ein marokkanischer Wirtschaftsminister schrie mit optischer Unterstützung durch das Fernsehbild: "Als ich hier anfing, war die Wirtschaft absolut Null,... da war nichts... und jetzt hat sich alles um tausend Prozent verbessert!" Er hatte recht, denn von einer Verbesserung war nichts zu merken.) Bld nach: www.ussmirage.de/Startrek/Galaxy.php

Bld nach: www.ussmirage.de/Startrek/Galaxy.php

Aber da beginnt schon das Problem des Verstehens: Wie kann etwas, das keine Ausdehnung hat, dann explosionsartig ein vergrößerndes Volumen annehmen? Es wird abgewehrt: „Zu dem Zeitpunkt – ja es gab mit diesem Punkt auch keine Zeit – hatten die uns heute bekannten Gesetze der Physik noch keine Geltung“ (und der Mathematik dann wohl auch nicht). Aber die „Physik-Philosophen“ definieren exakter: „Alles begann in einem Raum unendlich kleiner Ausdehnung, bei unendlicher großer Energiekonzentration und unendlich hoher Temperatur…“ (Unendlich klein ist nach mathematischer Definition und nicht nur für den Laien gleich Null! - 1/unendlich = 0. 1 geteilt durch [gegen unendlich gehend] geht gegen Null und ist noch nicht = 0, aber nicht wahrnehmbar klein.)

Doch weiter in den Überlegungen: Etwa schon vor 18 Milliarden (oder erst - nach anderen Berechnungen vor 14,5 Milliarden oder dann aber sogar wieder anderen Berechnungen zu Folge vor 33 Milliarden) Jahren fing angeblich alles an, die Zeit und auch der Raum.

Da Protonen* (im Kern der chemischen Elemente - >hier< zum "Periodensystem") eine Lebensdauer von 10²⁵ Jahren haben (man weiß es sicher?), müssen diese genauso wie die ähnlich langlebigen Elektronen* (welche die Protonen im Atomkern auf diskreten Schalen umrunden) mit ähnlich hoher Lebensdauer schon lange vor dem Urknall dagewesen sein.

Wie auch immer: Thomas Vašek von der Monatszeitschrift P.M. machte die Feststellung, dass "auch der Wissenschaftsbetrieb anfällig ist für Herdentrieb und, wenn sich eine Mehrheitsmeinung einmal gefestigt hat, es immer schwieriger wird, Zweifel zu äußern." Plappern wir einfach nach, was heute "Stand des Wissens" ist: Nach den ersten Bruchteilen einer Sekunde war die unendlich hohe Temperatur durch die Ausdehnung schon so weit „runtergekühlt“, daß sich die Bausteine der Atomkerne, die „Quarks“ bilden konnten, und daraus die Protonen und Neutronen im Atomkern. (Diese sollen jedoch noch nicht zu diesem Zeitpunkt stabil gewesen sein. Erklärung von Atombausteinen etwas später in diesem Abschnitt.)

Nach einer weiteren Abkühlung, infolge der Raumausdehnung, entstanden die Elektronen, und nun konnten sich die ersten Atome als Wasserstoff bilden: 1 Proton im Kern "umkreist" (oder umhüllt) von einem Elektron. (Dabei gibt es jedoch schon wieder eine Unstimmigkeit mit unseren derzeitigen physikalischen Erkenntnissen. Unsere Sonne und alle anderen Sterne im All sind sehr effiziente Fusions-Atomreaktoren, in denen - druckanhängig - ab 10 Millionen Grad die Wasserstoffatome zu Helium verschmelzen, auf der Erdoberfläche bei 100 Millionen Grad. [Fusion heißt Verschmelzung, im vorliegenden Fall 2 Wasserstoffatome ergeben ein Heliumatom mit 2 Protonen und 2 Elektronen. Jedoch mußten irgendwoher 2 Neutronen dazukommen]. In der Ursuppe war es erst einmal noch heißer und der notwendige Druck für eine Kernverschmelzung unermeßlich höher als notwendig. Dennoch haben alle Wasserstoffatome "überlebt"? Hierzu wird jedoch argumentiert, daß Helium im Atomkern neben den beiden elektrisch positiv geladenen Protonen auch - wie bereits gesagt - 2 Neutronen vorhanden sein müssen. Freie, d.h. (insbesondere durch die ungeheuerlich hohe Temperatur noch) nicht fest im Kern gebundene Neutronen haben aber nur eine mittlere Lebensdauer von 881 Sekunden - also nicht viel mehr als eine Viertelstunde. Damit bildete sich das Helium wieder zurück in Wasserstoff usw. usw.. Es führt zu weit, tiefer in die Elementarteilchenphysik "einzudringen". (Aber das sind meines Erachtens alles weitgehend nur Spekulationen, die – darin ist sich nun mal die Mehrzahl der Physiker einig - durch Beobachtungen, Berechnungen und Überlegungen zu einer allein gültigen Theorie gemacht geworden sind.)

Wir waren erst bei einigen Sekunden der Existenz der Welt nach dem "Neuen Physikerweltbild" einer "Noch-Nicht.Physik" angekommen…

Der Gedanke, daß alles mit einem Urknall begonnen haben muß, soll aus Beobachtungen des 1889 in Marshfield, Missouri; geborenen und 1953 gestorbenen Astronomen Edwin Powell Hubble herzuleiten sein. Nicht Hubble sondern der belgische Priester Georges Lemaître machte jedoch die logische Annahme im Juni 1927 der Expansion des Weltalls (zwei Jahre vor Hubbles Veröffentlichung über die "Rotverschiebung" ^1], in der aber kein Wort über eine Expansion des Weltalls stand). Später schloss sich Hubble dem Postulat Lemaîtres an, daß sich das Weltall ausdehnt allerdings in recht komplizierter Weise: Je weiter die Himmelskörper von uns weg sind, desto schneller entfernen sie sich von uns wie Tupfer auf einem riesengroßen Luftballon, den man aufbläst und auf dessen Oberfläche wir irgendwo sitzen. Man nimmt an, daß sich unendlich viele Kugel-, d.h. "Ballon"-Oberflächen in jedwede Richtung durchdringen. Der Kugeldurchmesser ist unendlich groß (erklärt man). Aber wegen der Kugelform gibt es keinen Anfang und kein Ende des Weltalls. Nun kann man beginnen zu rechnen, jedoch nicht euklidisch-geometrisch... ^2].

Es gibt eine Hintergrundstrahlung, eine (nicht vollständig) gleichmäßig erhöhte Temperatur "am Rande"(?) ^3] des Weltalls, die zusammen mit der derzeitigen Größe des Alls und den Ausdehnungsgeschwindigkeiten alles ausrechnen (zurückrechnen) lassen kann, wie es zum Beginn der kosmischen Zeitrechnungen war. Die sogenannte Hintergrundstrahlung soll das Restglimmen des Urknalls vom Rande des Kosmos von 3 Grad Kelvin, gleich minus 270,15 Grad Celsius sein. (Eine geringere Temperatur als - 273,15 °Celsius ist nicht möglich, da dann alles erstarrt ist ^4].) Diese Reststrahlung aus allen Richtungen in den Kosmos, in den man schauen kann, ist für unsere Beobachtungen eine undurchdringliche Wand. (Doch lassen wir es gut sein – sonst müßten wir uns auch mit den vielen Gottesbeweisen und dergleichen beschäftigen, wie z.B. "wieviele, » nur aus Geist und nicht aus Materie « bestehende Engel auf eine Nadelspitze passen".)

^1] Die Vergrößerung (Verlängerung) von gemessenen elektromagnetischer Wellenlängen bei hoher Geschwindigkeit des "Senders" von uns weg gegenüber dem Sollwert (im Ruhezustand) wird als Rotverschiebung bezeichnet (Verschiebung zu längeren "Licht"-Wellen). Bekannt ist das auch bei Schallwellen: Kommt ein schnell fahrendes Auto auf uns zu, hören wir die Fahrgeräusche höher klingen (wegen Verkürzung - Zusammenstauchung - der Wellenlängen) als wenn es an uns vorgefahren ist. Die Schallwellen werden dann durch die Fahrzeuggeschwindigkeit gedehnt.

^2] Es wird die nichteuklidische Geometrie angewandt; denn Euklid ging von dem Grundsatz (Axiom) aus, daß sich keine Parallelen irgendwo überschneiden können. Nicht-euklidische Geometrie ist die für "gekrümmte Flächen", wo die Winkelsumme im Dreieck nicht 180° ist...

^3] Nun wird doch von einem Rand gesprochen, so als säßen wir im Mittelpunkt eines unendlich großen, sich aufblähenden Luftballons. Es ist sogar der Durchmesser des auf einmal nicht mehr unendlich großen Ballondurchmessers die Rede; denn den haben die theoretischen Physiker mit etwa 10²⁶ Metern errechnet für eine Lichtgeschwindigkeit von 300 • 10⁶ Metern (= 300 Tausend Kilometern) pro Sekunde und der Zeit, welche seit dem Urknall vergangen ist zwischen 15 bis 20 Milliarden Jahren. Nehmen wir einen Wert für die Kosmosexistenz von 20 Milliarden [=10⁹] Jahren an, mal 365 Tage mal 24 Stunden zu 3600 Sekunden.; dann macht das 6,3 • 10¹⁷mal Lichtgeschwindigkeit. So kommen wir zu rund 18 • 10²⁵ Metern. (Ist das nun der Radius oder der Durchmesser unseres Kosmos? Ich weiß es nicht.)

^4] Es gibt tatsächlich eine endliche untere Temperatur von minus 273,15ºC, weil Temperatur die Bewegung von physikalischen Teilen und Teilchen bedeutet, und bei minus 273,15 Grad Celsius (bei 0 Grad Celsius gefriert Wasser) ist alles völlig erstarrt. Da bewegt sich überhaupt nichts mehr. Die sogenannte Hintergrundstrahlung, gesehen als die (angebliche) Reststrahlung des abgekühlten Urknalls soll immerhin noch 3 Grad höher sein als der absolute Temperaturnullpunkt (auch Null Grad Kelvin genannt, nach dem dem britischen Physiker, Sir William Lord Kelvin of Largs, der von 1824 bis 1907 lebte).

Machen wir trotz meiner Bedenken zum (m. E. für uns Menschen unbedeutenden) Urknall eine kleine Zeitskala als Ergänzung zu obigem Bild, die auf mathematischen Überlegungen beruht, mit denen die Wissenschaftler sich immer näher an den Beginn des Weltgeschehens heranzutasten versuch(t)en:

Zu Anfang gab es also nur den Wasserstoff als das einfachste chemische Element, ein Atom mit einem Proton im Kern und 1 Elektron.

Mit weiterer Ausdehnung bildeten sich allmählich „Wolken“ aus Materie. Der Grund ist jedoch nicht bekannt; denn ohne Störungen können sich keine Wolken bilden. Woher diese Störungen kommen sind, weiß niemand.

Wegen der Massenanziehung zogen sich die „Wolken“ zusammen, bildeten Milliarden von Galaxien (Sternhaufen) und in jeder Galaxie wiederum Milliarden von einzelnen Sonnensystemen (mit und ohne Planeten), die sich aus Materiewolken in der galaktischen Gesamtwolke zusammenzogen.

Die Sonnen (gleich Sterne) sind selbst von so großer Masse, daß es in ihnen einige hundert Millionen Grad heiß ist; denn nach den Gesetzen der Energieerhaltung muß einer Massenanziehung zufolge schließlich Wärme entwickelt werden. Das erfahren wir bei einem Unfall: Wegen der Abbremsung eines Fahrzeugs durch ein Hindernis, entsteht so viel Wärme, daß das Auto Feuer fangen kann. Oder wenn Sie mit einer Luftpumpe ihren Fahrradreifen aufblasen, wird der Pumpenschaft heiß.

Die hohe Temperatur (100 Millionen Grad) in den Sternen läßt den Wasserstoff zum Edelgas Helium verschmelzen (vorzugsweise „schweren“ Wasserstoff, Deuterium genannt, der im Vergleich zum „normalen“ Wasserstoff, mit einem Proton im Kern noch ein Neutron dazu hat). Helium (vom griechischen „helios“ für Sonne, weil zuerst in der Sonne entdeckt) ist jedoch etwas leichter als 2 Wasserstoffatome, die es bilden. Was geschieht mit dem Unterschied? Nun der wird in Energie umgewandelt (nach Albert Einstein: E = m c²), welche die Sonne (den Stern) ausdehnt, wobei die Temperatur etwas sinkt, was die Kernverschmelzung (Kernfusion) weniger intensiv werden läßt, und sich nach erneuter Zusammenziehung, folglich Wärmeerhöhung und damit erhöhter Fusionstätigkeit auf den Wert einschaukelt, der für eine ständige Wasserstoffverschmelzung zu Helium verantwortlich ist.

Unsere Sonne, mit ihren 5 Milliarden Jahren noch sehr jung im Vergleich zum Kosmosalter von 18 Milliarden (nach einigen Wissenschaftlern sogar bis zu 33 Milliarden), verwandelt also (schweren) Wasserstoff in Helium. Dabei verliert sie in jeder Sekunde um die 4 Millionen Tonnen an Gewicht (Masse). Dieser Masseverlust wird als Energie in den Weltraum gestrahlt, wovon auch wir, zwar nur ein ganz, ganz kleines bißchen abbekommen, aber gerade genug, um davon leben zu können. Der Fusionsreaktor Sonne brennt also schon um die 5 Milliarden Jahre. Sie können sich also ausrechnen, wieviel Masse sie dabei verloren hat. Aber sie hat noch soviel Vorrat, daß sie unseren nachfolgenden Generationen weiterhin um die 7 Milliarden Jahre Leben spenden kann. (An ihr wird es nicht liegen, wenn es unsere Rasse bald nicht mehr oder nur sehr „verdünnt“ geben sollte, weil wir alle Vorräte unserer Erde - durch Wirtschaftswachstum beschleunigt - verbraucht haben.)

Ein ganz junger Stern hat also jetzt schon 2 chemische Elemente: Wasserstoff und Helium.

Ist der Wasserstoff verbraucht, dann steht dem Stern mehr oder weniger schnell der Tod bevor. Er zieht sich wegen der Schwerkraft seiner Masse zusammen und erwärmt sich erneut. Ist er groß und massereich genug, kann er nun mit dem „Brennen“ (der Verschmelzung; das hat nichts mit dem chemischen Verbrennen zu tun) von Helium beginnen bei 200 Millionen Grad (Celsius oder Kelvin - der Unterschied spielt hier keine Rolle mehr; denn 0 Grad Celsius = 237,15 Grad Kelvin). Zwei Heliumkerne (Alphateilchen {a} genannt) reagieren miteinander und bilden einen Beryllium-Kern mit der Massenzahl 8 (4 Neutronen und 4 Protonen) plus freiwerdender Energie. Doch die Beryllium-Kerne (⁸Be, wobei die Hochzahl die Anzahl der Kernteilchen angibt) zerfallen augenblicklich wieder in Heliumkerne; denn, um stabil zu sein, brauchen sie noch ein Neutron. Kommt während des Beryllium-Zerfalls gerade ein weiteres Alphateilchen (a) vorbei, dann entsteht Kohlenstoff (⁸Be + a = ¹²C, C für Carboneum), der recht stabil ist. (Aber es kann auch - zwar selten - vorkommen, das ein Neutron auf das Berylliumatom trifft und es stabil macht. Sonst hätten wir kein Beryllium, das Leichtmetall zur Verwendung in Luft- und Raumfahrt.)

Jetzt haben wir schon 4 chemische Elemente: Wasserstoff, Helium, Beryllium und Kohlenstoff.

Die Helium-Kernreaktion (Fusion) geht recht schnell im Vergleich zur Wasserstoff-Verschmelzung zu Helium. Danach schrumpft der Stern erneut, bis er sich auf 600 Millionen Grad aufgeheizt hat und die Kohlenstoffe zu Natrium oder Sauerstoff verschmelzen, schließlich zu Neon. Ist nun der Kohlenstoff soweit verbraucht, daß der Rest nicht mehr ausreicht, um zu verschmelzen, setzt dann die Neon-Fusion bei 1,2 Milliarden Grad ein, danach andere Verschmelzungen, wie die nachfolgende Tabelle zeigt:

Ein Stern größer als die Sonne, verbraucht sich schneller, und stirbt - abhängig von seiner Größe - mit einem riesigen Spektakel. Er fliegt nach dem Zusammenbruch mit einer riesigen Explosion wegen der plötzlich angestiegenen Temperatur auseinander, was als Supernova (vom Typ II) bezeichnet wird (Nova für „neuer Stern“). Genauer gesagt: Er stößt seine äußeren Hüllen ab, die die „Brennasche“, also die oben aufgeführten chemischen Elemente mit sich tragen aber auch schwere bis hin zum Uran. Solche Elemente sind dadurch entstanden, daß die Alphateilchen (= Heliumkerne) an Eisen anlagern und durch weitere Kernprozesse alle Elemente bilden, die wir kennen. Die „Asche“ wird sich im Weltraum verlieren bzw. von anderen Himmelskörpern aufgesogen werden und sich auch in unserer Erde ablagern - und - nur deshalb kann es uns geben.

Unsere Erde ist nicht aus der Sonne entstanden, die vorwiegend immer noch aus Wasserstoff besteht und (inzwischen nach über 4 Milliarden Brenndauer) 10 Prozent Helium mit Spuren anderer Elemente enthält.

Übrigens ist Eisen immer das letzte Produkt einer Kernreaktion, ob als Kernverschmelzung vom Wasserstoff aus (am Anfang des Perioden-Systems der chemischen Elemente) oder als Kernspaltung vom Uran her (dem Ende des "natürlichen" Periodensystems >hier<). Daher wird Eisen immer als letztes Produkt übrigbleiben.

Der Rest des ausgebrannten Sterns wird als Neutronenstern enden. In ihm herrscht eine so große Dichte, daß sogar Elektronen in die Protonen gequetscht werden. Dabei wird ein Neutrino weggeschickt und das Elektron-Proton-Gematsche in Neutronen umgewandelt.

Die Sonne ist nicht fett (massereich) genug, um nach dem Verbrauch des Heliums mit anderen Kernfusionen beginnen zu können (2. Stufe). Sie wird schrumpfen, als weißer Riese aufleuchten und erlöschen, nachdem sie ihre (Ausglüh-)Energie in den Weltraum gestrahlt und die Erde durch Überhitzung "unbrauchbar" (unbewohnbar) gemacht hat.

Gelingt es der Sonne von anderen Himmelskörpern Materie abzusaugen, dann wird sie unter dem Gewicht sich so stark aufheizen, daß das Kohlenstoff-Sauerstoff-Gemisch (nach der obigen Tabelle als Ergebnis der Heliumreaktion) plötzlich eine Kernreaktion beginnt und den ehemals weißen Zwerg in einer gigantischen Kernbombenexplosion zerstört (Supernova vom Typ I).

Ich würde zwar noch gerne ein paar kosmische Abläufe beschreiben, aber das erste Ziel ist erreicht, nämlich zu erklären, wie die chemischen Elemente sich entwickelt haben, wenigstens einige aus dem Periodensystem der chemischen Elemente (Dmitri Iwanowitsch Mendelejew und Julius Lothar.Meyer um 1869 unabhängig voneinander zusammengestellt: 44 Elemente in VIII [=8] Hauptgruppen und 65 Elemente in ebenfalls VIII Nebengruppen. Wasserstoff hat die Ordnungszahl 1 und Uran 92.)

Ehe ich mit der Hinführung auf das zweite Ziel, die Entstehung der Erde zu sprechen kommen, ein paar Betrachtungen über die Zusammensetzung der Materie, die uns umgibt, aus der wir bestehen und welche die Physiker mit sehr teuerem Aufwand erforschen.

Da sind also die beiden Extreme: Die unvorstellbaren Dimensionen der Weltalls mit kaum erfaßbaren Vorgängen, die aber nur verständlich gemacht werden können durch ausreichende Kenntnis der ganz kleinen Welt, der Atome (atomos im Griechischen meint „unteilbar“) als dem anderen Extrem, die aber durchaus teilbar sind und aus einer Vielzahl sogenannter Elementarteilchen bestehen.

Während unsere Sonne, sogar im Vergleich mit anderen Himmelskörpern ein sehr kleines Objekt und am Rande eines durchschnittlichen Sternhaufen oder Spiralnebels, der Galaxis (galaxias im Griechischen „Milchstraße“), eine Masse von etwa 2•10²⁷ Tonnen hat (2 mit 27 Nullen), betrachten wir im subatomaren Bereich („Unterteilchen“ der Atome) Größenordnungen von 10-30 Gramm, also 1 geteilt durch eine Eins mit 30 Nullen dahinter.

Die folgenden Tabellen sind sicher nur verständlich, wenn Sie etwas Ahnung von Physik haben (falls nein, überschlagen Sie sie einfach). Ich habe sie deshalb aufgelistet, um einen Eindruck zu geben, „was unsere Welt im“ kleinsten „Inneren zusammenhält“, wie diese Mikrowelt so unvorstellbar aufgebaut ist. (Die Tabellen habe ich einmal für eine Einführungsvorlesung [bzw. für ein Seminar mit Hochschullehrkräften] in die Elementarteilchen-Physik - >hier< - als grobe Übersicht zusammengestellt.)

Von allgemeinem Interesse mag der Satz „Energie-Bilanz“ in der „Kerntechnik“ über dem Doppelstrich der vorletzten Tabelle sein: Kernenergie 372mal günstiger im Preis für Rohstoffausnutzung als beim Verbrennen von Kohle.

Ohne etwas Kenntnis der Elementarteilchenphysik sind viele Vorgänge in unserer Welt nicht zu verstehen, die Atomkraftwerke nicht und die Bestrahlung von Tumoren in der Medizin nicht, die Mutation von Genen durch "Höhenstrahlung" auch nicht, um nur drei Beispiele zu nennen.

Und vor allem die Atombomben auch nicht, wofür kriminelle Leute die wissenschaftlichen Erkenntnisse der Elementarteilchen-Physik mißbraucht haben.

Keiner der folgenden Wissenschaftler hätte sich (sehr wahrscheinlich) für solch teuflische Waffenentwicklung hergegeben. Eine Auswahl aus der Menge an Physikern und Chemikern sei einmal genannt, um zu zeigen wie viele kluge Köpfe in mühsamen Denkprozessen und mit immer weniger werdenden Versuchen zu unserem heutigem Wissen als sogenannte theoretische Physiker beigetragen haben, der bekannteste von ihnen: Albert Einstein, der praktisch kein Laboratorium betreten mußte, der aber nicht ohne die Vorarbeiten und gleichzeitigen Arbeiten derjenigen, die jetzt (nicht vollständig) aufgezählt werden, seine Leistungen hätte erbringen können:

John Dalton erkannte 1808, daß sich Materie nicht unbegrenzt teilen lassen kann als Präzisierung des altgriechischen Gedanken von den Philosophen Leukipp und Demokrit vom Atom, dem damals vermeintlich Unteilbaren (500 vor der Zeitrechnung).

1865 gelang es Joseph Loschmidt, die Teilchen-Zahl der in einem Mol zu ermitteln, was 12 Gramm vom Kohlenstoffnuklids ⁽¹²C ) entspricht. (In einem Mol sind 6 mal 10²³ Kohlenstoffatome und die wiegen also 12 Gramm.)

1879 entdeckte Josef Stefan die Strahlung des "Schwarzen Körpers", welche dann von Ludwig Boltzmann 1884 theoretisch (also durch mathematische Formeln) beschrieben wurde. Seine Spezialisierung waren die thermischen Eigenschaften der Materie (der Thermodynamik). In diesem Zusammenhang müssen auch Rudolf Julius Emanuel Clausius und James Clerk Maxwell, der die elektromagnetische Natur des Lichtes aufdeckte, genannt werden.

Von sehr großer Wichtigkeit sind auch Michael Faraday, Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz, Philipp Lenard, Heinrich Rudolf Hertz, mit denen sich jeder Physikstudent beschäftigen muß, wenn es um Elektrizität und Magnetismus geht. (Die besonderen Verdienste sind nicht weiter aufgezählt, was aber keinerlei Schmälerung ihrer Arbeit bedeuten soll. Bekannt sind z.B. der Faradaysche Käfig, das Auto, in das kein Blitz einschlägt, oder die Frequenzen der Radio- und Fernsehsender in Hertz.)

Ernest Lord Rutherford of Nelson, der 1903 mit dem britischen Chemiker, Frederick Soddy, eine Theorie des radioaktiven Zerfalls aufstellte und dem 1919 die erste künstliche Kernreaktion gelang (durch Beschuss von Stickstoff mit Alphateilchen, der sich dadurch in Sauerstoff umwandelte). Rutherford untersuchte die Streuung von Alphateilchen an Folien und Philipp Lenard über den Durchgang von Elektronenstrahlen durch Materie

Um 1913 gelang es Nils Bohr, mithilfe der, von Max Planck herausgefundenen Quantengesetze das Wasserstoffspektrum und den Bau des Wasserstoffatoms aufzuklären. (Wenn ein Elektron von einer Schale [Umlaufbahn um den Atomkern] auf die nächst tiefere hüpft, wird ein Quant (das kleinstmögliche Lichtblitzchen) abgegeben. Wird ein Elektron von einem Quäntchen getroffen, springt das Elektron auf die nächst höhere Schale. Die Umlaufschalen haben nach der Quantenphysik ganz bestimmte Abstände vom Kern. Etwas höher oder tiefer, ist nicht möglich. Man sagt, die Umlaufbahnen sind "gequantelt".)

1924 beschrieb der französische Herzog Louis-Victor de Broglie die Doppelnatur des Lichtes gleichzeitig als eine elektromagnetische Welle und als Elementarteilchen, womit Einstein nicht einmal zurecht kam, da ihm, wie jedem Physiker bis heute, der Widerspruch deutungsbedürftig ist. Die Arbeiten des 7 Herzogs von Brogli waren die Grundlage für Erwin Schrödinger, sein wellenmechanisches Atommodell zu basteln und zu beschreiben. Schrödinger muß noch erwähnt werden, weil er die Vorgänge des Farbensehens erklären konnte. Aus 3 Grundfarben können wir alle anderen Farben zusammensetzen und zwar durch Zusammensetzung von Rot, Blau und Gelb bei selbstleuchtenden Farben des Fernsehschirms oder des Kinoleinwand, bzw. von Magenta, Zyan und Gelb bei reflektierten Farben, z.B. bei gedruckten Farb-Bildern (additive bzw. subtraktive Farbmischung). "Der Mensch sieht trichromatisch" (um die 500 Tausend Farbempfindungen, jedoch nur relativ. Niemand kann zu einem späteren Zeitpunkt die vorher gesehene Farbe wieder ganz genau angeben).

Dann kommt besondere Bedeutung dem Quantenphysiker, dem vielleicht sogar größten Physiker überhaupt des vorigen Jahrhunderts, Werner Karl Heisenberg, zu. Als Stichworte seiner Arbeiten sind unter anderen zu nennen:

Er versuchte über eine einheitlichen Feldtheorie der Materie an seine »heisenbergsche Weltformel« zu gelangen. Er setzte sich in zahlreichen populären Publikationen auch intensiv mit den philosophischen und gesellschaftspolitischen Problemen auseinander, die die moderne Physik aufwirft. 1933 erhielt er den Nobelpreis für Physik für das Jahr 1932. Ein Vielzahl von Menschen haben ihm übel genommen, daß er während des Tausendjährigen Reiches des Herrn Adolf Hitler in Deutschland geblieben ist, sogar 1941 bis 1945 als Direktor des Kaiser-Wilhelm-Instituts für Physik in Berlin aufstieg und als Leiter des deutschen Kernenergieprojektes. Er hat jedoch nachweislich nie für die Hitler-Ideologie Sympathie bekundet.

1 Coulomb ist die elektrische Ladung, die innerhalb einer Sekunde durch den Querschnitt eines Drahts transportiert wird, in dem ein elektrischer Strom der Stärke von einem Ampere (1 Watt pro Volt) fließt.

Leptonen und Quarks sind die (z.Z.) kleinsten, nicht weiter zerlegbaren Teilchen, also punktförmig. (Mit einem Volumen, einer Struktur wären sie auch aus weiteren „Unter“-Teilchen zusammengesetzt.)

Protonen (p) und Neutronen (n) können als Modifikation eines einzigen Teilchens, des Nukleons aufgefaßt werden, falls sie durch Austausch eines Pions nicht elektro-magnetisch wechselwirken.

p und n unterscheiden sich nur durch ihre Ladung. Übergang von p in n entspricht Drehung des Isospins (Isobarenspin) um 90°.

Wird ein Elektron in ein Proton geschossen (oder hineingepreßt), erscheint Proton als Neutron (Neuronenstern z.B.). In Nukleonen (Hadronen) befinden sich Blasen aus Quarks und Gluonen.

Kernprozesse, d.h. Radioaktive Energie = Kernzerfallsprozesse, liefern etwa 1 Millionen mal mehr Energie als jegliche chemische Energie (Spaltung von Uran253: etwa 200 MeV; bei Deuterium [schwerer Wasserstoff]: 17 MeV; jedoch bei Massenvergleich ist Fusion etwa 3,5fach energiereicher...):

1MeV (Mega=Millionen Elektronen-Volt) = 0,0383 * 10^-9 KiloKalorien (10^-9: geteilt durch Milliarden)

Die Kernfusion haben die Menschen technisch noch nicht im „Griff“. Mit ihr wären die Energiereserven nahezu unerschöpfbar.

Kommentar: Vielleicht gelingt es der Menschheit eines Tages, die Prozesse in den Sternen nachzubilden und Elemente künstlich in Reaktoren aus dem Wasserstoff oder in Teilchenbeschleunigern herzustellen. Damit könnten dann aufgebrauchte natürliche Rohstoffquellen ersetzt werden. Aber der Weg dahin erfordert eine sehr intensive Forschung, für die heute nicht genug Mittel zur Verfügung stehen.

Nun gibt es Spekulationen, wie sich die gesamte Welt weiterentwickeln wird. Es ist (noch) nicht klar, ob sich Raum (und Zeit) weiter ausdehnen für ewig und alle Zeiten, oder ob eines Tages der Ausdehnungsprozeß aufhört. Dazu fehlt den Astrophysikern einiges an Materie, nach der sie krampfhaft suchen. Wird sie gefunden, dann kommt die Ausdehnung zur Ruhe und alles zieht sich wieder, vielleicht zu einem einzigen Schwarzen Loch und einem neuen Urknall zusammen. (Ein Schwarzes Loch ist ein ungeheures Gebilde von Massenansammlung, das aus seinem Umfeld immer mehr Materie einsaugt, aus dem nichts entweichen kann, nicht einmal Licht. Nachgewiesen ist mindestens ein solches „Loch“ auch in unserer Milchstraße. Aber seien Sie beruhigt. Es kann uns in den nächsten Milliarden Jahren nichts anhaben.)

Kommentar: Wir sollten uns damit abfinden, daß vieles im Weltgeschehen mit unserem beschränkten und erdentwickelten Gehirn nur sehr schwer erfaßbar sein wird, wenn überhaupt.

Dieses Kapitel habe ich gewählt, um zu zeigen, wie unbedeutend wir vom kosmischen Standpunkt aus gesehen sind. Dem kosmischen Geschehen ist es völlig egal, ob wir bei der Durchdringung von Sternhaufen in unvorstellbarer Weise mit allem Drum und Dran durcheinandergewirbelt, in unvorstellbare energetische Prozesse hineingezogen, in einem „Schwarzen Loch“ verschwinden werden.

Aber das sollte uns nicht hindern, nicht nur unsere Lebensbedürfnisse zu befriedigen, sondern auch an die Verantwortung für nachfolgende Generationen zu denken. Nach meiner Weltanschauung kümmert sich kein Gott um uns. Da hilft kein Betteln und kein Flehen und kein Beten. Die Verantwortung haben wir ganz allein.

Wir haben keine Möglichkeit, von einer unbewohnbar gewordenen Erde auszuwandern und werden auch niemals in der Lage sein, uns Rat bei anderen Lebewesen im All zu holen, die intelligenter sein mögen und Erfahrungen gemacht haben, aus denen wir lernen könnten. Wir müssen mit unseren Problemen ganz alleine fertig werden. Wenn alle es wollen, können wir es.

Wir leben auf einem idealen Planeten, der von einer idealen Sonne beschienen wird. Unsere Existenz verdanken wir einem sehr seltenen kosmischen Zufall, sehr wahrscheinlich aber keinem einmaligen. Erdähnliche Planeten müssen in einer Vielzahl angenommen werden, von denen sicher auch einige bewohnt sind.

Unsere Erde und wir selber sind keineswegs der Mittelpunkt der Welt. Einen solchen gibt es sowieso nicht im Weltsystem.

Was waren aber die Voraussetzungen für das Entstehen unserer Erde, die als einziger Planet im Sonnensystem Leben erlaubt? (Ob es auf dem Mars jemals Leben gegeben hat, ist nicht sicher. Das wird jedoch in den nächsten Jahren geklärt werden.)

I. Unsere Sonne hat gerade die Größe, die ihr eine lange Lebensdauer gewährt, wie wir vorher gesehen haben. Nur so konnte sich Leben entwickeln, das mindestens 500 Millionen Jahre gebraucht hat. Die Sonne wird auch noch lange genug scheinen, so daß wir kein rasches Ende befürchten müssen.

II. Der Abstand der Sonne ist gerade so, daß wir nicht zu viel Energie von ihr bekommen und auch nicht zu wenig. Die Sonne ist weit genug von uns weg, daß nur vernachlässigbare Gezeitenkräfte auf die Erde wirken. Solche Kräfte können schließlich die Eigendrehung des Planeten bis zum Stillstand abbremsen. Unsere liebe Sonne tut das aber nicht; denn dann würde sie eine Seite ständig bescheinen und wahnsinnig aufheizen, während die andere kalt bleibt. Unvorstellbare Luftströmungen wären die Folge. Daran brauchen wir jedoch nicht zu denken.

III. Da unser Sonnensystem am Rande der Milchstraße, als einer der vielen Sternenhaufen, der Spiralnebel relativ spät im kosmischen Zeitalter „geboren“ worden ist, nachdem vorher viele, dicke Sterne bereits explodiert waren, konnte die Erde aus den Überresten, den schweren Elementen entstehen.

Am Rande der Milchstraße konnten wir auch von anderen Spiralnebeln profitieren.

Während sich die Gaswolken auf die im Entstehen begriffene Sonne hin zusammenzogen, begann das System (wahrscheinlich) sich immer schneller zu drehen, wobei die schweren Elemente durch die Drehbewegung wie in einer Zentrifuge (von Mittelpunkt fliehend) nach außen getrieben wurden. Die Sonne erhielt dadurch die leichten Gase, wie vorwiegend den Wasserstoff für die spätere Zündung der Kernfusion. Die Planeten, die sich aus dieser zuerst gasförmigen Scheibe bildeten, hatten in ihrer Umgebung die Elemente, die für uns wichtig sind: Eisen, Silizium usw. (Wegen der Drehung des Systems bildet sich aus einer vielleicht anfänglichen Kugel, dann einer Linse, immer mehr eine Scheibe.)

IV. Nun formte sich die Erde wieder in idealer Weise, gerade dick genug, um Wasser auf der Oberfläche zu halten unter einer Atmosphäre die wegen der Erdanziehung nicht im Weltall verschwand (wie auf dem Mond oder auf dem Mars). Ohne Atmosphäre würde das Wasser verdampfen.

Wäre die Erde zu schwer, würden Gase wie Methan und Ammoniak auf der Oberfläche flüssig werden, wie das auf dem Jupiter der Fall ist.

V. Die Erde dreht sich nicht zu schnell und nicht zu langsam um ihre eigene Achse, so daß durch den Tages- und Nachtzyklus die von der Sonne erhaltene Energie ausgeglichen werden kann mit einem für uns günstigen Klima.

VI. Die Luftzusammensetzung auf der Erde ist ebenfalls ideal. (Die Venus leidet durch den Kohlendioxidgehalt von 97 Prozent unter einer Hitze von 500 Grad.)

Nun können wir Menschen diesen Idealzustand ändern durch Erhöhung des Kohlendioxidgehaltes (Kapitel E.2.1, Unterpunkt b) oder durch einen Atomkrieg, der die Luft mit Staub erfüllt und die Temperaturen senkt.

VII. Die Erde hat einen ausreichend großen Mond im richtigen Abstand, der durch seine Umdrehung um die Erde die Erdachse stabilisiert.

Aber die Erde war nicht so, wie wir sie heute vorfinden. Anfänglich war sie ja ein heißes Gas, das sich abkühlte und flüssig wurde, aber immer noch zu heiß, um bewohnbar zu sein.

Die Rohstoffe, die verschiedenen Elemente, das Eisen, überhaupt alle Erze und Mineralien haben sich nicht gleichmäßig verteilt, sondern in sehr komplizierten Prozessen mehr oder weniger zusammengelagert, so daß wir sie ausgraben können.

Das Leben soll nach neuesten Erkenntnissen sich bei der Bildung von Pyritkristallen gebildet haben. Pyritkristalle (FeS2, Fe für Ferrum, d.h. Eisen im Lateinischen, S2 für 2 Atome Sulfurum, „Schwefelbildner“ im Lateinischen) entstehen aus Eisensulfit (FeS) und Schwefelwasserstoff (H2S, H für Hydrogenium, „Wasserbildner“). Pyrit heißt auch Schwefelkies, Eisenkies, glänzt metallisch wie Messing und wird neben industrieller Nutzung auch für Schmuck verwendet.

Die Chemische Reaktion sieht so aus: FeS + H2S => FeS2 + H2. Es entsteht also neben Pyrit auch Wasserstoff (H2 bedeutet: 2 Atome schließen sich zu einem Molekül zusammen.) Nachdem sich Kohlenstoff (massenweise auf unserer Erde vorhanden) an die Oberfläche der Pyritkristalle angekoppelt hatte, konnte sich ein Kohlenwasserstoff als erste organische Verbindung bilden.

Das ist aber nur eine Annahme. Da gibt es viele andere, angefangen davon, daß in Meteoren eingeschlossene Lebensspuren aus dem Weltraum gekommen sind bis zu der „Ursuppen“-Theorie (um eine brodelnde Schwefelquelle). Letztere setzt das Vorhandensein von Wasserstoff, Wasser, Methan, Ammoniak, Stickstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid voraus. Durch Blitze in der Atmosphäre als Energie hätten sich nach der „Ursuppentheorie“ (so wie in den Filmen über den Monstergrafen, den Frankenstein) dann Nukleinsäureketten oder Proteine gebildet. Nukleinsäuren (Kernsäuren) befinden sich in den Zellen aller Lebewesen.

Es führt zu weit, all die Theorien und deren Einzelheiten zu beschreiben, die alle durch Laborversuche erhärtet worden sein sollen.

Die ersten Lebensspuren (im Bild links) sind aus der Zeit von vor 3,8 Milliarden Jahren (dem Präkambrium) gefunden worden in Ablagerungen auf Grönland. 3,5 Milliarden Jahre alt sind Funde aus Australien und Südafrika.

Am Rande: Die Sterne in unserer Galaxis, die unserem Sonnensystem am nächsten sind, sind die drei Centaurus-Sterne:

Hätten diese Nachbarsonnen mit intelligentem Leben ausgestattete Wesen auf Planeten, so würde der Austausch einer Nachricht mit ihnen eine Zeit von 2 mal 4,35 Jahre dauern.

Der Sternhaufen, also eine Galaxie außerhalb unserer Milchstrasse, der uns am nächsten kommt, ist die „große Magellan'sche Wolke“ mit einer Entfernung von 170 Tausend Lichtjahren (oder 1,6 Tausendbillionen km).

Auf eine Antwort von Lebewesen aus dieser Gegend müßten wir 340 Tausend Jahre warten. Im Vergleich bis zum Weltende, was gleichzeitig der Anfang ist, wohin das Licht - je nach Wissenschaftler - um die 18 Milliarden oder 33 Milliarden Jahre braucht, ist also der Magellan'sche Nebel nur ein "Katzensprung" weit entfernt.

Zeit/Raum*	Temperatur**	Materie
Null	unendlich groß	nur "punktförmige" Energie („Urknall“) - Energie = Masse mal Quadrat der Lichtgeschwindigkeit nach Albert Einstein. Gesamtenergie des Weltalls (1 mit 32 Nullen***)
1/100 Sekunden	100 Milliarden	immer noch nur Energie (jedoch bereits als „Quarks“, d.h. Übergang zur Materie)
10 Sekunden	10 Milliarden	Paare aus Elektronen/Positronen (Materie-Antimaterie-Bildung)
12 Sekunden	3 Milliarden	Protone (Wasserstoffkerne ohne Elektronen. Die Energie kann heute in Beschleunigern nachgemacht werden)
300 Tausend Jahre	1000 Grad	Atome voll ausgebildet (Materie beginnt, durchsichtig zu werden. Licht kann sich ungehindert ausbreiten)
18 Milliarden Jahre	3°K=-270,15°C	heutiger Zustand (Ungeklärt ist der Verbleib der Antimaterie; denn zu jedem Teilchen gibt es ein Antiteilchen. Kommen Teilchen und Antiteilchen in Berührung wandeln sie sich vollständig in Energie um. Dennoch sind einige Antiteilchen immer noch nachweisbar.

Verschmelzung	Temperatur	Dauer	entstandene	Dichte
von:	in Grad	Jahre	Elemente	(g/cm3)
Wasserstoff	30-100 Mio	10 Mio	He, (N),	1
Helium	200 Millionen	1 Mio	C, O, Be,	500
Kohlenstoff	600 Millionen	10 Taus.	Ne, Mg, Na,	100.000
Neon	1,2 Milliarden	10	Mg, Si,	1 Mio
Sauerstoff	2 Milliarden	1	Si, S,	10 Mio
Silizium	3 Milliarden	1 Tag	Ni, Fe	100 Mio