Die dunkle Seite des Universums

Dr. PAUL DAVIES

Abteilung für Physik, Staatliche Universität Arizona, USA

Die Atome haben wir schon an anderer Stelle besprochen, aber jetzt schauen wir uns noch einmal genauer an, wie sie funktionieren ...

Woraus besteht die Welt?

Eine der einfachsten Fragen, die wir stellen können, lautet: Woraus besteht die Welt?

Vor langer Zeit behauptete der griechische Philosoph Demokrit, dass alles aus unsichtbaren Bausteinen besteht, die er als Atome bezeichnete. Und er hatte recht. Im Lauf der letzten zwei Jahrtausende haben wir dann die Einzelheiten zusammengetragen.

Sämtliches Material in unserer Alltagswelt besteht aus Kombinationen der 94 verschiedenen Sorten von Atomen, die sich zum Periodensystem der Elemente anordnen lassen: angefangen bei Wasserstoff, Helium, Lithium, Beryllium, Bor, Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff bis hinauf zur Nummer 94, Uran. Pflanzen, Tiere, Gestein, Mineralien, die Luft, die wir atmen, und alles andere auf der Erde besteht aus diesen 94 Bausteinen. Wir wissen auch, dass unsere Sonne, alle anderen Planeten in unserem Sonnensystem und andere, weit entfernte Sterne aus denselben 94 chemischen Elementen bestehen. Wir kennen uns sehr gut mit Atomen aus und sind Meister darin, sie zu allem Möglichen umzuarrangieren.

Wie man mit Atomen die unterschiedlichsten Sachen zusammenbaut, lehrt uns die Chemie, eine Art »Lego mit Atomen«.

Das Periodensystem

Im Periodensystem sind alle Elemente aufgelistet, sortiert nach dem Gewicht ihrer Atome. Wasserstoff ist das leichteste, Plutonium das schwerste Element. Abgesehen von den 94 Elementen, die in der Natur vorkommen, haben Wissenschaftler im Labor noch 24 weitere Elemente geschaffen.

Dmitri Mendelejew (1834-1907)

Dmitri Mendelejew war ein russischer Chemiker. Er wurde in Sibirien als jüngstes von etwa 17 Kindern geboren. Als sein Vater, der Lehrer war, erblindete, musste seine Familie in einen ganz anderen Teil Russlands, nach St. Petersburg, umziehen.

Mendelejew studierte Chemie in Russland und Deutschland und wurde schließlich Professor an der Universität von St. Petersburg, wo er anorganische Chemie lehrte. Um 1870 war die Universität weltweit für ihre chemische Forschung bekannt.

1867 begann Mendelejew, ein Lehrbuch über Chemie zu schreiben. Beim Durcharbeiten der 65 damals bekannten Elemente schrieb er jedes Element mit seinen Eigenschaften auf eine Karteikarte. Als er die Karten sortierte und verschieden auslegte, erkannte er, dass sie gewisse Muster bildeten. Nach stundenlanger Arbeit mit den Karten schliefer ein, aber sein Geist überlegte weiter.

»Ich sah im Traum eine Tabelle, in der alle Elemente auf ihren Platz fielen, wie ich es brauchte. Ich notierte dies sofort auf ein Stück Papier und nur an einer Stelle schien später eine Korrektur nötig zu sein.«

Mendelejew ordnete die Karten in seiner Tabelle nach dem Atomgewicht an. Mithilfe dieser Tabelle konnte Mendelejew die Existenz von acht Elementen Vorhersagen, die noch nicht entdeckt worden waren. Er stellte seine Arbeit 1869 vor der Russischen Chemischen Gesellschaft vor und nannte sie Periodensystem.

Mendelejew war an vielen Aspekten des Lebens in Russland interessiert. Er führte das metrische System ein und half auch dabei, die erste Ölraffinerie zu gründen, auch wenn er angeblich gesagt haben soll, die Verbrennung von Petroleum sei so, »als wenn man einen Küchenherd mit Banknoten befeuert«.

Er erhielt für seine Arbeiten viele Ehrungen, jedoch nicht den Nobelpreis. Als er vorgeschlagen wurde, argumentierte eine Person, mit der er gestritten hatte, so heftig gegen ihn, dass der Preis jemand anderem verliehen wurde. Heute trägt das Element 101 seinen Namen: Mendelevium.

Der Name wird auf der dritten Silbe betont: »Mendelejew«

Inzwischen wissen wir, dass es da draußen sehr viel mehr gibt als nur unser Sonnensystem: ein schwindelerregend großes Universum mit

Milliarden Galaxien, von denen jede aus Milliarden Sternen und Planeten besteht.

Woraus besteht nun das Universum überwiegend? Hier kommt die Überraschung: Unser Sonnensystem und andere Sterne und Planeten bestehen zwar aus Atomen, doch das Universum als Ganzes besteht überwiegend aus ganz anderen, recht seltsamen Zutaten: aus dunkler Materie und dunkler Energie, die wir nicht annähernd so gut verstehen wie die Atome.

(Übersetzt von Irene Rumler)

Im gesamten Universum machen die Atome, also die Materie, etwa 5 % aus, die dunkle Materie etwa 27 % und die dunkle Energie ungefähr 68 %.

Nur etwa ein Zehntel dieser Atome hat die Form von Sternen, Planeten oder lebenden Organismen angenommen, der Rest existiert in gasförmigem Zustand und ist zu heiß, um Sterne oder Planeten zu bilden.

 
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