Nichts außer elektromagnetischen Feldern
Da ist nichts – nichts außer Feldern. Das ist eine aberwitzige Situation.
Schauen wir ein einfaches Wasserstoffatom an. Das kennt man, wenn man das Periodensystem der Elemente auswendig gelernt hat. Wasserstoff und Helium sind ganz oben; die oberste Periode. Bei der nächsten Periode wird es schon schwieriger: Lithium, Beryllium usw.
Nehmen wir nun ein Wasserstoffatom und sagen wir: Ein Wasserstoffatom sei so groß wie ein Bundesliga-Stadion. Das Elektron saust in seiner innersten Bahn, so nahe es nur irgendwie dem Kern kommen kann, auf dem innersten Tribünenrang im Stadion. Wie groß ist dann ein Atomkern? Ein Atomkern wäre in diesem Stadion-Bild ein Reiskorn am Anstoßpunkt im Mittelkreis. Das heißt, das Elektron rast draußen herum und in der Mitte liegt ein winzig kleines Reiskörnchen.
In diesem Reiskörnchen sind 99,99 Prozent der Masse des Atoms. Draußen saust das Elektron herum und ist für die entsprechenden chemischen Verbindungen und so weiter zuständig. Und dazwischen ist: nichts.
Das einzige, was da ist, ist das Kraftfeld, das elektromagnetische Feld, das das Elektron am Kern hält. Denn das Elektron ist negativ geladen, der Atomkern ist positiv geladen.
Wir bestehen also eigentlich nur aus Feldern, zumindest auf dieser quantenmechanischen Ebene.
Materie besteht fast nur aus Bindungsenergie
Das Proton, das im Atomkern steckt (beim Wasserstoff gibt es nur ein Proton, ein positiv geladenes schweres Teilchen), besteht seinerseits wieder aus Teilchen. Diese Teilchen sind die sogenannten Quarks. Der Hammer ist: Das Proton ist fast 2000 Mal schwerer als das Elektron. Aber eigentlich besteht das Proton auch wieder nur aus Energie, denn die Massen der beiden Quarks reichen nicht aus, um die Masse des Protons zu erklären. Die Verbindung der beiden Quarks, die Bindungsenergie, die zwischen diesen beiden Elementarteilchen existiert, kann man in Masse umrechnen.
Denken wir an Einstein:
E = mc2 (Energie = Masse x Lichtgeschwindigkeit im Quadrat)
Wenn man nun Energie in Masse umrechnet, stellt man fest: Die ganze Materie auf der Welt besteht fast ausschließlich aus Bindungsenergie. Es gibt also gar nicht so richtig was, das man anfassen kann. In dieser materiellen Welt ist praktisch nur noch Energie. Energie heißt ja erst mal nur: Möglichkeiten und die Fähigkeit, Arbeit zu leisten.
Leben – eine besonders seltene Form der Materie im Universum
Wenn diese Atome sich zu Molekülen verbinden, entstehen zum Beispiel Zellen. Und wenn die Zellen sich verbinden, entstehen mehrzellige Lebewesen. Was wir darstellen, ist eine besonders hoch strukturierte Form von Materie, die sich aber letztlich von keiner anderen Materie im Universum unterscheidet – nur durch ihre besondere Form der Verbindung. Deswegen sollte man Leben oder Lebewesen ganz besonders behandeln, denn es ist eine ganz besonders seltene Form der Materie im Universum.
SWR 2008
Glaube Wie viel Religion steckt in der Astrophysik?
Die Naturwissenschaften waren im Abendland eine Gegenbewegung zu jeder Art von Religion. Die Naturwissenschaften haben versucht, die Deutungshoheit der Amtskirchen zu bekämpfen. Das ist ihnen auch offenbar sehr gut gelungen. Von Harald Lesch (SWR 2008)
Physik Wie gefährlich ist der LHC-Teilchenbeschleuniger am CERN in Genf?
Wir gehen davon aus, dass die Naturgesetze, die wir auf der Erde kennen und die wir in solchen Experimenten überprüfen, immer und überall gültig gewesen sind. Wenn das der Fall war und ist, dann können wir mit Sicherheit davon ausgehen, dass im frühen Kosmos keine schwarzen Löcher entstanden sind in dieser Menge. Sonst wären wir nicht da. Mit anderen Worten: Wenn der Large Hadron Collider die Bedingungen des frühen Kosmos abbildet, dann können auch da keine großen schwarzen Löcher entstanden sein und auch keine kleinen schwarzen Löcher, die irgendwelche Auswirkungen auf ihre Umgebung gehabt haben können. Von Harald Lesch
Chemie Warum ist Butter fest, aber Olivenöl flüssig?
Ob Stoffe fest, flüssig oder gasförmig sind, hängt davon ab, wie stark die einzelnen Moleküle sich gegenseitig anziehen – welche Kräfte also zwischen ihnen wirken. Und die Kräfte sind umso stärker, je näher sich die einzelnen Moleküle kommen – genau wie bei der Gravitationskraft oder bei der Kraft zwischen zwei Magneten. Von Claudia Neumeier | Text und Audio dieses Beitrags stehen unter der Creative-Commons-Lizenz CC BY-NC-ND 4.0.
