Sternenstaub

Die Idee ist nicht besonders originell, und ganz sicher nicht meine, aber ich finde diesen Gedanken trotzdem wunderschön, und man hört eigentlich zu selten davon, finde ich, deswegen jetzt auch bei mir:

Das Universum ist nach derzeitigem Stand der Erkenntnis rund 13,7 Milliarden Jahre alt. Im Verlauf des so genannten Urknalls entkoppelten sich zunächst die uns bekannten vier Grundkräfte (Gravitation, Elektromagnetismus, Starke und Schwache Kernkraft), und wenig später entstanden die ersten Elementarteilchen, also die Bausteine unserer Materie. Das dauerte alles ungefähr eine Sekunde.

Es dauerte ungefähr 400.000 Jahre, bis die Temperatur ausreichend gesunken war, dass die ersten stabilen Atome entstehen konnten. Wasserstoff ist bekanntermaßen das einfachste Atom und bildete sich quasi ganz von selbst, denn es besteht lediglich aus einem Proton und einem Elektron (das meistens so dargestellt wird, als würde es das Proton umkreisen, was aber natürlich etwas vereinfacht ist). Diese Wasserstoffatome bildeten im Laufe der nächsten Jahrmillionen die ersten Sterne.

Alle Die meisten (Danke, rauskucker!) anderen Atome entstanden durch Kernfusion in solchen Sternen. Helium zum Beispiel entsteht, wenn zwei Wasserstoffatome verschmelzen, und dabei wird Energie frei. Unsere Sonne gewinnt die Energie, die uns alle am Leben erhält, im Prinzip durch diese Art der Fusion.

Schwerere Elemente entstehen ebenfalls durch Kernfusion, aber dieser Prozess eignet sich nicht zur Energieerzeugung. Weil Protonen einander abstoßen, erreicht man ziemlich schnell den Punkt, an dem man Energie aufwenden muss, um größere Atomkerne zu gewinnen. Deshalb entstehen Elemente wie Sauerstoff oder Kohlenstoff erst in der Endphase von Sternen, also in roten Riesen wie Beteigeuze. Für noch schwerere Elemente (Kalzium zum Beispiel) braucht man größere Sterne, die blaue Riesen genannt werden. Rigel ist zum Beispiel so einer, und richtig große Atomkerne wie Blei oder Gold entstehen in Supernovae, gewaltigen Sternexplosionen, die kurzzeitig heller leuchten können als ganze Galaxien. Es gibt übrigens auch noch (selten) Hypernovae, die die Leuchtkraft von  mehreren billiarden Sternen, also von Galaxienhaufen, erreichen. Am Ende einer solchen Super- oder Hypernova bleibt ein Schwarzes Loch zurück, eine Raumzeitsingularität, aus der nicht einmal Licht entkommen kann.

Aus den schweren Elementen, die nach dem Tod riesiger Sterne übrig bleiben, entstanden im Laufe der Zeit Planetensysteme wie unseres, und schließlich – kosmisch gesehen gerade eben erst – wir. Zuerst bildeten sich aus den vorhandenen Stoffen einfache sich selbst replizierende Systeme, die sich durch natürliche Auslese veränderten und komplexer wurden, über Einzeller wie Amöben und Bakterien bis hin zu zentral gesteuerten gigantischen Klumpen aus kooperierenden spezialisierten Zellen wie wir, die in der Lage sind, all das zu erforschen und darüber zu staunen.

Unser Körper besteht also aus Bausteinen, die fast 14 Milliarden Jahre alt und (teilweise) die Überbleibsel explodierender Sterne sind. Wir sind Sternenstaub.

Ich finde, daran sollten wir viel öfter denken, wenn jemand uns zu erzählen versucht, die größte Geschichte aller Zeiten stünde in irgendeinem alten Buch.

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14 Responses to Sternenstaub

  1. Muriel sagt:

    Und um es gleich mal selbst vorwegzunehmen: Sicherlich habe ich da oben in dem Versuch, den Prozess möglichst übersichtlich und lesbar darzustellen, einiges verkürzt und vielleicht auch irreführend formuliert. Ich freue mich natürlich für jede Korrektur und jeden Verbesserungsvorschlag von euch.

  2. madove sagt:

    Ein schöner Gedanke.
    Ich lasse das als Wort zum Sonntag gelten 😉

    PS: Ich glaube nicht, daß es für das Verständnis der Idee notwendig ist, die Prozessbeschreibung auf kleinere technische Ungenauigkeiten zu durchsuchen, aber gut, daß Du das vorwegnimmst, schließlich ist das hier das Internet… ( http://xkcd.com/386/ )

  3. Ron sagt:

    We are but stardust in the solar wind …

    Folgende Frage stelle ich trotzdem, aber nicht im Ernst: Und wer oder was hat den Urknall verursacht?? 😉

  4. Muriel sagt:

    @madove: Ich danke dir. Und ich finde tatsächlich, dass er im Gegensatz zu so manch anderer Schöpfungsgeschichte desto schöner wird, je länger man darüber nachdenkt.
    @Ron: Aber ganz im Ernst: Das wissen wir doch wohl alle.

  5. rauskucker sagt:

    Beim Urknall entstanden neben Wasserstoff auch größere Mengen Helium und Lithium. Der Lithium-Gehalt von braunen Zwergen gibt daher Aufschluß über ihr Alter. (In Sternen ist es schon längst verfusioniert worden.)
    mehr hier:
    http://en.wikipedia.org/wiki/Lithium

  6. Nardon sagt:

    @Muriel: So sehe ich das auch.
    „Und ich finde tatsächlich, dass er im Gegensatz zu so manch anderer Schöpfungsgeschichte desto schöner wird, je länger man darüber nachdenkt.“

    Danke für diesen Beitrag.

  7. Schonzeit sagt:

    Schöner Artikel zum Sonntagmorgen. Danke. Da kommt das Hirn n bisschen auf Touren.

    Auch wenn ich jetzt das Lied „Vom selben Stern“ von Ich+Ich im Kopf hab. Sternenstaubassoziationen eben. 😉

  8. Muriel sagt:

    @rauskucker: Danke, habe ich verbessert. Helium hätte ich auf Anhieb geglaubt, aber dass da sogar Lithium entstanden ist, hätte ich nicht gedacht.
    Stimmt es wirklich, dass Lithium in richtigen Sternen verschmolzen wird? Dabei wird doch bestimmt keine Energie mehr frei, oder?
    @Schonzeit: Tut mir sehr Leid, das wollte ich nicht. (Das mit dem Lied.)

  9. Schonzeit sagt:

    ich werde es überleben denke ich. 😉

  10. rauskucker sagt:

    @Muriel
    Doch, das stimmt. War mir auch nicht ganz sicher, aber hier steht’s (sogar auf deutsch):
    http://de.wikipedia.org/wiki/Kernfusion#Stellare_Kernfusion

    Alle Elemente bis kurz vorm Eisen entstehen bei der Fusion in normalen Sternen (bzw. in deren Spätphase) unter Energiegewinn. (Deshalb gibt’s auch so relativ viel Fe.)
    Erst wenn ein großer Stern anfängt, auch Eisen zu fusionieren, verbraucht er mehr Energie als er produziert, was dann zum plötzlichen Kollaps als Supernova führt. (Ist von mir jetzt aber auch nur so laienhaft erklärt, ohne Goldwaage.)

  11. Ron sagt:

    @Muriel: Ich vergaß … 😉

  12. Tim sagt:

    Mal eine Frage, die leider nicht direkt den Kernbereich des Artikels betrifft: Was meint man eigentlich genau mit der Aussage, das sei Universum sei 13,7 Mrd. Jahre alt? Absolute Zeitangaben ergeben ja laut Allgemeiner Relativitätstheorie wenig Sinn. Muß man das hier nicht beachten? Wenn ja, warum nicht? Vielleicht kann das mal ein Physiker erklären …

  13. Muriel sagt:

    @rauskucker: Stimmt, mit Eisen war da was… Ich sollte mich damit mal wieder eingehender beschäftigen. Danke jedenfalls!
    @Tim: Was heißt leider, was heißt Kernbereich? Ist doch eine gute Frage.
    Nach meinem Verständnis überschätzt du aber die praktischen Auswirkungen der Relativität. Zeit hängt vom Bezugssystem ab, das ist richtig, aber das Universum ist zu einem großen Teil ausgesprochen homogen, und man könnte anhand der kosmischen Hintergrundstrahlung (die oft anschaulich aber natürlichs stark vereinfacht und eigentlich völlig irreführend als „Echo des Urknalls“ bezeichnet wird) sogar ein bevorzugtes ruhendes Bezugssystem definieren. Die Angabe, das Universum habe ein bestimmtes Alter, ergibt im Großen und Ganzen also schon Sinn und bestätigt sich auch einigermaßen, egal, wohin wir schauen.
    Du hast aber durchaus Recht in dem Sinne, dass in bestimmten Bezugssystemen (am Rand, im Innern, in der Nähe großer Massen wie Schwarzer Löcher zum Beispiel) die Zeit anders verstreicht.

  14. Hauke Hutschenreiter sagt:

    Gott ist der größte Atheist, den ich kenne.

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