Wenn die schärfsten Intellekte der
Welt nur mit Schwierigkeiten die tieferen Prozesse
der Natur enträtseln können, wie kann man da annehmen,
dass diese Prozesse lediglich ein planloses, blindes
Zufallsprodukt sind?
Paul Davies, Professor der theoretischen
Physik 1
Wissenschaftler stimmen auf Grundlage von Berechnungen
generell überein, dass der Urknall vor etwa 17
Milliarden Jahren stattgefunden hat. Die gesamte
Materie des Kosmos wurde aus dem Nichts erschaffen,
jedoch mit einem wunderbaren Design, worüber wir
in den ersten beiden Kapiteln sprachen. Nichtsdestoweniger
hätte das Universum, das aus dem Big Bang hervorging,
sehr anders gestaltet sein können, als das, das
sich bildete - unseres.
Wenn z.B. die Werte der vier fundamentalen Kräften
anders gewesen wären, hätte das Universum nur
aus Strahlung bestanden und wäre ein 'Lichtgewebe'
ohne Sterne, Galaxien, Menschen oder irgend etwas
anderem darin geworden. Dank des außerordentlich
vollendeten Gleichgewichts dieser vier Kräfte
kamen "Atome" - die Grundbausteine dessen, was
"Materie" genannt wird - ins Dasein.
Die Wissenschaftler sind sich generell ferner
darüber einig, dass die ersten beiden einfachsten
Elemente - Wasserstoff und Helium - begannen,
sich während der ersten vierzehn Sekunden nach
dem Urknall zu bilden. Die Elemente wurden als
Ergebnis einer Verminderung in der universellen
Entropie gebildet, welche verursachte, dass die
Materie überall hin verstreut wurde. In anderen
Worten, zuerst war das Universum lediglich eine
Anhäufung von Wasserstoff- und Heliumatomen. Falls
es so geblieben wäre, gäbe es wiederum keine Sterne,
Planeten, Steine, Erde, Bäume, oder Menschen.
Es wäre ein lebloses, nur aus jenen beiden Elementen
bestehendes, Universum gewesen.
Kohlenstoff das Grundelement des Lebens, ist ein
viel schwereres Element als Wasserstoff und Helium.
Wie entstand dieses?
Indem sie nach Antworten auf diese Frage suchten,
stießen die Wissenschaftler auf eine der erstaunlichsten
Entdeckungen dieses Jahrhunderts.
Die Struktur der Elemente
Die Chemie ist die Wissenschaft, die sich mit
der Zusammensetzung, Struktur und den Eigenschaften
von Substanzen, sowie mit den Umwandlungen, denen
sie unterzogen sind, befasst. Die Grundlage der
modernen Chemie ist die periodische Tafel der
Elemente. Sie wurde zuerst von dem russischen
Chemiker Dmitri Iwanowitsch Mendelejew entworfen.
Die Elemente in der periodischen Tafel sind entsprechend
ihrer atomaren Struktur, aufgeführt. Wasserstoff
steht an erster Stelle in der Tafel, weil er das
einfachste aller Elemente ist, indem er aus nur
einem Proton in seinem Kern und einem, diesen
umkreisenden Elektron besteht.
 Protonen sind subatomare Teilchen im Atomkern, die eine positive
elektrische Ladung haben. Helium steht, mit zwei
Protonen, an zweiter Stelle in der periodischen
Tafel. Kohlenstoff hat sechs Protonen und Sauerstoff
hat acht. Alle Elemente unterscheiden sich in
der Anzahl der Protonen, die sie enthalten.
Ein anderes, im Atomkern vorhandenes Teilchen
ist das Neutron. Ungleich den Protonen haben die
Neutronen keine elektrische Ladung: In anderen
Worten, sie sind neutral - daher ihr Name.
Das dritte fundamentale Teilchen des Atoms ist
das Elektron, das negativ elektrisch geladen ist.
In jedem Atom ist die Anzahl der Protonen und
der Elektronen die gleiche. Ungleich den Protonen
und Neutronen jedoch, befinden sich die Elektronen
nicht im Atomkern. Stattdessen, umkreisen den
Atomkern sie sich mit sehr hoher Geschwindigkeit,
wodurch die positiven und negativen Ladungen im
Atom auseinander gehalten werden.
Der Unterschied in der atomaren Struktur (die
Anzahl der Protonen/Elektronen) ist es, was die
Elemente voneinander unterscheidet.
 Eine Grundregel der (klassischen) Chemie ist, dass Elemente nicht
von einem in ein anderes verwandelt werden können.
Um Eisen (mit sechsundzwanzig Protonen) in Silber
(mit achtzehn) zu verwandeln würde man, acht Protonen
vom Atomkern zu entfernen müssen. Doch die Protonen
sind durch die starke Kernkraft aneinander gebunden,
und die Anzahl der Protonen in einem Atomkern
kann nur durch atomare Reaktionen verändert werden.
All die Reaktionen jedoch, die unter irdischen
Bedingung stattfinden, sind chemische Reaktionen,
die vom Austausch von Elektronen abhängig sind
und keinen Einfluss auf den Atomkern haben.
Im Mittelalter gab es eine "Wissenschaft", genannt
Alchemie - die Vorläuferin der modernen Chemie.
Die Alchimisten wussten nichts von der periodischen
Tafel oder der atomaren Struktur der Elemente,
und dachten es wäre möglich, ein Element in ein
anderes zu verwandeln. (Ein bevorzugtes Ziel ihrer
Bemühungen - aus verständlichen Gründen - waren
ihre Versuche, Eisen in Gold zu verwandeln.) Wir
wissen nun, dass es unter den normalen Bedingungen,
wie sie auf der Erde vorherrschen, unmöglich ist
zu tun, was die Alchimisten versuchten: Die Temperaturen
und Druckvoraussetzungen, die für solch eine Umwandlungen
erforderlich wären, übersteigen bei weitem die
Möglichkeiten irgend eines irdischen Labors. Es
wäre jedoch möglich, wenn die richtigen Voraussetzungen
vorhanden wären.
Und die richtigen Voraussetzungen bestehen, wie
es sich herausstellte im Herzen der Sterne.
Alchemie-Laboratorien des Universums - Die Roten
Riesen?
Die erforderliche Temperatur um den Widerstand
der Atomkerne gegen Veränderungen zu überwältigen
ist fast 10 Millionen Grad Celsius. Das ist der
Grund, warum "Alchemie" im wahren Sinn nur im
Inneren der Sterne stattfindet. In mittelgroßen
Sternen wie etwa der Sonne ist die enorme Strahlungsenergie
das Ergebnis der Fusion von Wasserstoff in Helium.
Unter Beachtung dieses kurzen Rückblicks auf
die Chemie der Elemente wollen wir nun zu den
unmittelbaren Nachwirkungen des Urknalls zurückkehren.
Wie bereits erwähnt gab es nach dem Big Bang nur
Helium- und Wasserstoffatome im Universum. Astronomen
sind der Auffassung, dass sich sonnenähnliche
Sterne (von denen unsere Sonne einer ist) als
Ergebnis von Nebelflecken (Wolken) aus Wasserstoff-
und Heliumgas bilden, die komprimiert werden bis
eine thermonukleare Reaktion einsetzt, bei der
Wasserstoff in Helium umgesetzt wird. So haben
wir also die Sterne. Doch unser Universum ist
immer noch unbelebt. Für das Leben sind schwerere
Elemente - Sauerstoff und speziell Kohlenstoff
- erforderlich. Es bedarf noch eines weiteren
Vorgangs, wobei Wasserstoff und Helium in noch
anderen Elemente umgewandelt werden können.
Es stellte sich heraus, dass die "Produktionsstätten"
dieser schweren Elemente die Rote Riesen sind
- eine Sternklasse, die fünfzig mal größer als
die Sonne sind
Rote Riesen sind enorme
Sterne, etwa fünfzig mal so groß, wie unsere
Sonne. Tief im Innern dieser Riesen findet
ein außergewöhnlicher Prozess statt. |
Die Roten Riesen sind viel heißer als sonnenähnliche
Sterne, und diese Charaktereigenschaft ermöglicht
es ihnen etwas zu vollbringen, was anderen Sterne
nicht können: Sie verwandeln Helium in Kohlenstoff.
Dies jedoch ist selbst für einen Rote Riesen nicht
einfach. Wie der Astronom Greenstein sagt: "Selbst
nun, da wir über die Antwort (wie sie es tun) verfügen,
erscheint die Methode, deren sie sich bedienen,
erstaunlich." 2
Das Atomgewicht von Helium ist 2, d.h., es hat
zwei Protonen in seinem Atomkern. Das Atomgewicht
von Kohlenstoff ist 6. Unter den phantastisch
hohen Temperaturen der Roten Riesen, werden drei
Heliumatome in ein Kohlenstoffatom verschmolzen.
Das ist die "Alchemie" die das Universum nach
dem Big Bang mit seinen schwereren Elementen versorgte.
Doch wie gesagt, es ist nicht einfach. Es ist
fast unmöglich zwei Heliumatome dazu zu bewegen,
sich zusammenzuschließen, und völlig unmöglich
für drei. Wie also finden sich die sechs Protonen
zusammen die für den Kohlenstoff benötigt werden?
Es ist ein Vorgang in zwei Stufen. Zuerst werden
zwei Heliumatome in ein Übergangselemente mit
vier Protonen und vier Neutronen verschmolzen.
Danach wird diesem Übergangselement ein drittes
Helium zugefügt, um ein Kohlenstoffatom mit sechs
Protonen und sechs Neutronen zu bilden.
Das Übergangselement ist Beryllium.
Beryllium kommt natürlich auf der Erde vor, doch
das Beryllium das in den Roten Riesen vorkommt
unterscheidet sich von jenem in bedeutender Weise:
Es besteht aus vier Protonen und vier Neutronen,
wohingegen das hiesige Beryllium fünf Neutronen
hat. "Rote Riesen-Beryllium" ist eine leicht abweichende
Ausführung. Es ist, was in der Chemie ein "Isotop"
genannt wird.
Nun kommt die wirkliche Überraschung. Das "Rote
Riesen-Isotop" Beryllium erwies sich als unglaublich
unbeständig. Wissenschaftler haben dieses Isotop
jahrelang studiert und entdeckten, dass es, sobald
es sich gebildet hat, in nur 0,000000000000001
Sekunde wieder zerfällt.
Wie ist dieses unbeständige Beryllium Isotop,
das sich in solch einer kurzen Zeitspanne bildet
um sofort wieder zu zerfallen, in der Lage, sich
mit einem Heliumatom zu verschmelzen um zu einem
Kohlenstoffatom zu werden? Es ist etwa so, wie
zu versuchen einen dritten Ziegel auf zwei anderen
Ziegel zu legen, die innerhalb von 0,000000000000001
Sekunde auseinanderstieben, falls sie überhaupt
erst aufeinander zu liegen kommen, und auf diese
Weise ein Bauwerk zu errichten. Wie spielt sich
dieser Prozess in den Roten Riesen ab? Die Physiker
kratzten sich jahrzehntelang ihre Köpfe über dieses
Rätsel, ohne eine Antwort zu finden. Der amerikanische
Astrophysiker Edwin Salpeter entdeckte schließlich
einen Hinweis auf das Mysterium im Konzept der
"atomaren Resonanz".
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Atomkern
des Heliums |
Atomkern
des Kohlenstoffs |
Das außergewöhnlich
unbeständige Isotop des Berylliums, das
in den Roten Riesen gebildet wird.
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Normales
Beryllium, wie es natürlich auf der Erde
vorkommt. |
Resonanz und Doppelresonanz
Resonanz wurde als die Harmonie von Frequenzen
(Schwingungen) zweier verschiedener Materialien
definiert.
Ein einfaches Beispiel aus der täglichen Praxis
kann uns eine Vorstellung davon vermitteln, was
Physiker unter "atomarer Resonanz" verstehen.
Man stellte sich vor, mit einem Kind auf einem
Spielplatz mit Schaukeln zu sein. Das Kind sitzt
auf der Schaukel und man gibt ihm einen Anstoß
um es in Schwingbewegung zu versetzen. Um die
Schwingbewegung der Schaukel aufrecht zu erhalten
muss man fortgesetzt von hinten anschubsen. Doch
der Zeitpunkt dieser Schubse ist wichtig. Jedes
Mal wenn sich die Schaukel nähert, muss man die
Schubkraft gerade im richtigen Moment ansetzen,
nämlich dann, wenn die Schaukel am höchsten Punkt
ihrer Schwingung ist. Wenn man zu früh anschubst,
ist das Ergebnis ein Zusammenprall, der die rhythmische
Schwingung der Schaukel unterbricht; wenn man
zu spät anschubst, wird der Kraftaufwand verschwendet,
weil die Schaukel sich bereits wieder wegbewegt.
In anderen Worten, die Frequenz der Schubse muss
in Harmonie mit der Frequenz der Schwingungen
der Schaukel sein.
Physiker bezeichnen solch eine "Harmonie der
Frequenzen" als "Resonanz". Die Schaukel hat eine
Frequenz. Sie kommt z.B. alle 1,7 Sekunden wieder
zurück. Unter Verwendung der Arme schubst man
sie alle 1,7 Sekunden an. Natürlich kann man,
wenn man will, die Frequenz der Schwingbewegung
der Schaukel verändern, doch wenn man das tut,
muss man auch die Harmonie der Schubse beachten,
andernfalls wird die Schaukel nicht richtig schwingen.
3
Gerade so wie zwei oder mehr Körper in Bewegung
in Resonanz sein können, kann Resonanz auch dann
auftreten, wenn ein, sich bewegender Körper, Bewegung
in einem anderen verursacht. Diese Art der Resonanz
kann oft in Musikinstrumenten beobachtet werden,
und wird "akustische Resonanz" genannt. Sie kann
z.B. zwischen zwei fein gestimmten Violinen auftreten.
Wenn eine dieser Violinen im einem Raum gespielt
wird, indem beide vorhanden sind, werden die Saiten
der zweiten vibrieren und einen Ton erzeugen,
obwohl niemand sie berührt. Weil beide Instrumente
auf die genau gleiche Frequenz gestimmt wurden
verursacht eine Schwingung in dem einem die gleiche
Schwingung auch in dem anderen. 4
Die Resonanzen in diesen zwei Beispielen sind
einfache und können leicht verfolgt werden. In
der Physik gibt es andere Resonanzen, die nicht
so einfach sind, und im Fall des Atomkerns, können
die Resonanzen sehr kompliziert und empfindlich
sein.
Jeder Atomkern hat eine natürlich Energiestufe,
welche die Physiker nach umfangreichen Studien
feststellen konnten. Diese Energiestufen unterscheiden
sich sehr voneinander, jedoch wurden einige wenige
Fälle von Resonanz zwischen Atomkernen beobachtet.
Wenn solch eine Resonanz auftritt, sind die Bewegungen
der Atomkerne in Harmonie mit einander, wie in
unseren Beispielen der Schaukel und der Violine.
Der wichtige Punkt dabei ist, dass die Resonanz
Kernreaktionen fördert, die eine Auswirkung auf
die Atomkerne haben können. 5
Fred Hoyle entdeckte
zuerst das erstaunliche Gleichgewicht in
den Kernreaktionen, die im Innern der Roten
Riesen stattfinden. Obwohl selbst ein Atheist,
gestand Hoyle zu, dass dieses Gleich-gewicht
nicht durch Zufall erklärt werden könne,
und bewusst so eingerichtet worden sein
müsse |
Die Erforschung der Vorgänge, durch welche die Rote
Riesen den Kohlenstoff bildeten, veranlasste Edwin
Salpeter vorzuschlagen, dass da eine Resonanz zwischen
den Helium- und Berylliumatomkernen bestehen müsse,
wodurch die Reaktion gefördert wurde. Diese Resonanz,
sagte er, mache es leichter für Heliumatome in Beryllium
zu verschmelzen und dies könnte die Reaktion in
den Roten Riesen erklären. Dahingehende Forschung
jedoch konnte diese Idee nicht bestätigen. Fred
Hoyle war der zweite Astronom, der sich mit dieser
Frage beschäftigte. Hoyle führte Salpeters Idee
einen Schritt weiter, indem er die Idee einer
"Doppelresonanz" einführte. Hoyle
erklärte dass es zwei Resonanzen geben müsse:
Eine, die verursacht, dass zwei Heliumatome zu
Beryllium verschmelzen, und eine, die verursacht,
dass sich ein drittes Heliumatom dieser unbeständigen
Formation anschließt. Niemand glaubte Hoyle. Die
Idee, dass solch eine genaue Resonanz sich einmal
zutrug, war ohnehin schwierig zu akzeptieren;
dass sie zweimal auftreten sollte, war absolut
unwahrscheinlich. Hoyle setzte seine Forschung
jahrelang fort, und zuletzt bewies er, dass seine
Idee zutreffend war - es fand tatsächlich eine
Doppelresonanz in den Roten Riesen statt. In genau
dem Augenblick, in dem sich zwei vereinte Heliumatome
in Resonanz befanden, erschien ein Berylliumatom
innerhalb der 0,000000000000001 Sekunde, die erforderlich
war, um den Kohlenstoff zu erzeugen. George Greenstein
beschreibt, in wie fern diese Doppelresonanz in
der Tat ein wahrlich außergewöhnlicher Mechanismus
ist:
Es gibt da drei sehr unterschiedliche Strukturen
in dieser Geschichte - Helium, Beryllium und
Kohlenstoff - und zwei sehr unterschiedliche
Resonanzen. Es ist durchaus nicht einleuchtend,
warum diese Atomkerne so reibungslos zusammenarbeiten
sollten …anderen Kernreaktionen laufen nicht
in solch einer bemerkenswerten Kette von Glückstreffern
ab…es ist etwa so, wie untergründig verwickelte
Resonanzen zwischen einem Auto, einem Fahrrad,
und ein Lastwagen zu entdecken. Warum sollten
solch ungleichen Strukturen so vollkommen in
Einklang kommen? Und eben davon ist unsere Existenz,
sowie die jeder Lebensform im Universum abhängig.
6
In den darauf folgenden Jahren wurde entdeckt,
dass andere Elemente, wie Sauerstoff auch als
Ergebnis solcher erstaunlichen Resonanzen gebildet
werden. Obwohl selbst ein überzeugter Materialist,
sah sich Fred Hoyle nach seiner Entdeckung dieser
"außergewöhnlichen Transaktionen" gezwungen, in
seinen Buch Galaxies, Nuclei and Quasars [Galaxien,
Atomkerne und Quasars] das Zugeständnis zu machen,
dass solch eine Doppelresonanz nur das Ergebnis
von geplantem Design, und nicht von Zufall sein
könne. 7 In einem
anderen Artikel schrieb er:
Wollte man Kohlenstoff und Sauerstoff in ungefähr
gleichen Mengen durch stellare Kernsynthese erzeugen,
so müsste man diese beiden Ebenen festlegen, und
die Festlegung müsste etwa genau dort liegen,
wo diese Ebenen sich tatsächlichen vorfinden…eine
vernunftmäßige Auslegung der Fakten lässt vermuten,
dass eine Superintelligenz mit der Physik,
sowie der Chemie und Biologie herumgespielt hat,
und dass es keinerlei erwähnenswerte blinde Kräfte
in der Natur gibt. Die Zahlen, die sich aus diesen
Tatsachen errechnen lassen, erscheinen mir dermaßen
überwältigend, dass sie diese Schlussfolgerung
fast jenseits aller Zweifel stellen. 8
Hoyle erklärte, dass diese unentrinnbare Schlussfolgerung
dieser nackten Wahrheit auch für andere Wissenschaftler
nicht unbemerkt bleiben sollte.
Ich glaube nicht, dass irgend ein Wissenschaftler,
der die Befunde untersucht, zu einer anderen
Schlussfolgerung kommen würde, als der, dass
die Gesetze der Atomphysik ausdrücklich
und bewusst in Hinsicht auf die Konsequenzen,
abgestimmt wurden, die sie innerhalb der Sterne
erzeugen. 9
Diese Realität wurde vor 1400 Jahren im Quran
dargelegt. Allah weist auf die Harmonie in der
Schöpfung der Himmel in diesem Vers hin: "Habt
ihr nicht gesehen, wie Allah sieben, aufeinander
abgestimmte Himmel erschaffen hat" (Sure 71:15
- Nuh)
| ANMERKUNGEN |
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| 1
Paul Davies, Superforce, New York: Simon
and Schuster, 1984, S. 235 f.
2 George Greenstein, The Symbiotic Universe,
S. 38
3 Grolier Multimedia Encyclopedia, 1995
4 Grolier Multimedia Encyclopedia, 1995
5 Die hier erwähnte Resonanz kommt folgendermaßen
zustande: Wenn zwei Atomkerne verschmelzen,
nimmt der neu entstehende Kern sowohl
die Summe der massiven Energie der beiden,
ihn bildenden Kerne an, als auch deren
kinetische Energie. Dieser neue Kern arbeitet
darauf hin, eine bestimmte Energiestufe
innerhalb der natürlichen Energieskala
des Atoms zu erreichen. Dies jedoch ist
nur möglich, falls die Gesamtenergie,
die er erhält, dieser Energiestufe entspricht.
Falls sie das nicht tut, zerfällt der
neue Kern sofort wieder. Damit der neue
Kern beständig sein kann, muss die angehäufte
Energie seiner Masse genau der natürlichen
Energiestufe entsprechen, die er aufbaut.
Wenn diese Angleichung erreicht ist, tritt
'Resonanz' ein. Diese Resonanz jedoch,
ist eine äußerst seltene Harmonie, deren
Wahrscheinlichkeit sich zu verwirklichen
sehr gering ist.
6 George Greenstein, The Symbiotic Universe,
S. 43 f.4
7 Paul Davies, The Final Three Minutes,
New York: BasicBooks, 1994, S. 49 f. (Zitiert
von Hoyle)
8 Fred Hoyle, "The Universe: Past
and Present Reflections", Engineering
and Science, November 1981, S. 8 ff.
9 Fred Hoyle, Religion and the Scientists,
London: SCM, 1959; M. A. Corey, The Natural
History of Creation, Maryland: University
Press of America, 1995, S. 341 |
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