Welt der Naturwissenschaften
(Scientific Medley)

 Jahresübersicht 2011

Die Freiheit ist ein Luxus, den sich nicht jedermann gestatten kann.
(Otto von Bismarck)

19. April 2024

Lange Zeit rätselten die Physiker, woher die Sonne ihre Energie bezieht. Die Masse der Sonne kann man errechnen, es sind 2*10³⁰ Kilogramm, das ist ein Zweier mit dreißig Nullen. Ihre Energie lässt sich ebenso bestimmen. Unser Zentralgestirn leistet vierhundert Trillionen Gigawatt, das entspricht vierhundert Milliarden Milliarden Atomreaktoren zu je tausend Megawatt. Diese Zahl ließ ein wissenschaftliches Problem entstehen. Vor hundert Jahren berechneten Physiker und Chemiker das Alter der Sonne. Egal, welchen Brennstoff die Wissenschaftler der Sonne in Rechnung stellten, Kohle, Öl, Methan usw., alles reichte rechnerisch nur für ein paar Millionen Jahre. Die Geologen und Paläontologen behaupteten aber steif und fest, dass das Leben auf der Erde mindestens eine Milliarde Jahre alt sei. Heute wissen wir, dass es sogar wesentlich mehr sind.

Nachdem sich die Physiker mit der Formel E = mc² allmählich angefreundet hatten, vermuteten Physiker, dass die Sonne ein Atomreaktor sein könnte, doch welchen atomaren Brennstoff verwenden die Sonne und die anderen Sterne? Wenn das Licht heißer Gase untersucht wird, so sieht man im Spektrum (die Regenbogenfarben) spezielle Linien, die Hinweise auf chemische Elemente liefern. In den ersten Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts schienen alle Auswertungen des Sonnenspektrums darauf hinzudeuten, dass die Sonne hauptsächlich aus Eisen besteht. Dummerweise haben die Kerne der Eisenatome die niedrigste Energie aller Elemente, aus ihnen kann man unmöglich Kernenergie gewinnen. Da meldete sich Cecilia Payne-Gaposchkin (1900–1979) zu Wort. Sie war eine junge britische Naturwissenschaftlerin, die in Cambridge Botanik, Physik und Chemie studiert hatte und in die USA ausgewandert war. Cecilia Payne behauptete, dass es im Sonnenspektrum Hinweise gibt, wonach die Sonne größtenteils aus Wasserstoff besteht. Die damalige „science community“ ignorierte Frau Payne zunächst, aber sie ließ auch dann nicht locker, als sie gezwungen wurde, in ihrer Dissertation in Harvard den Satz einzufügen „… der enorme Anteil an Wasserstoff ist höchstwahrscheinlich nicht vorhanden.“

Nach einigen Jahren sollte sich alles ändern. Mehrere Forscherteams in aller Welt bestätigten die Interpretation von Cecilia Payne: Die Sonne besteht überwiegend aus dem Gas Wasserstoff. Nun war der Weg frei, die Energie der Sonne mit einer Kernfusion von Wasserstoff- zu Heliumkernen zu erklären. Einsteins Formel hatte sich wieder als richtige Erklärung erwiesen. Heute wissen wir, dass die Sonne laut E = mc² vier Millionen Tonnen Materie pro Sekunde in reine Energie umwandelt und damit das Leben auf der Erde für Jahrmilliarden sichert.

E=mc²

Helden der Wissenschaft:
Guglielmo Marconi
(1974-1937) hat mit seiner drahtlosen Nachrichtenübermittlung dafür gesorgt, dass wir uns heute vom Nachrichtenschrott in Radio und TV belästigt fühlen dürfen.