
AstroGeo - Geschichten aus Astronomie und Geologie· Staffel 2· Folge 98
Das Erbe des Urknalls: Wie die Materie in unser Universum kam
Donnerstag, 22. August 2024 · 50 min
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Shownotes
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Der Anfang vom Anfang war gemacht: Zu Beginn des 20. Jahrhunderts hatten Wissenschaftler herausgefunden, dass unser Universum nicht ewig und unveränderlich in all seiner Pracht existiert, sondern dass es in ferner Vergangenheit zunächst entstanden ist. Dieses Ereignis bezeichnen wir heute als Urknall – aber was ist dann passiert?
In dieser Folge erzählt Franzi die Geschichte eines Physikers namens Ralph Alpher, der herausgefunden hat, wie das Weltall und alles in ihm entstanden ist: wie die Materie in unser Universum kam, allen voran die beiden häufigsten chemischen Elemente Wasserstoff und Helium. Diese Urknall-Nukleosynthese ist bis heute eine der stärksten Hinweise darauf, dass das Universum in einem unvorstellbar heißen und dichten Zustand angefangen hat – und sie verrät uns außerdem, wie lange dieser Anfang vom Allem gedauert hat.
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• Folge 94: Das Universum und sein Urknall – der Anfang des Anfangs (astrogeo.de/das-universum-und-sein-urknall-der…)
• Folge 79: Fehlende Neutrinos: Als die Sonne kaputt war (astrogeo.de/fehlende-neutrinos-als-die-sonne-k…)
Weiterführende Links
• WP: Georges Lemaître (de.wikipedia.org/wiki/Georges_Lema%C3%AEtre)
• WP: de.wikipedia.org/wiki/Urknall
• WP: Ralph Alpher (de.wikipedia.org/wiki/Ralph_Alpher)
• WP: de.wikipedia.org/wiki/Alpher-Bethe-Gamow-Theorie
• WP: George Gamow (de.wikipedia.org/wiki/George_Gamow)
• WP: de.wikipedia.org/wiki/Alphastrahlung
• WP: Hans Bethe (de.wikipedia.org/wiki/Hans_Bethe)
• WP: de.wikipedia.org/wiki/Kernfusion
• WP: Ylem (engl.) (en.wikipedia.org/wiki/Ylem)
• WP: Robert Herman (de.wikipedia.org/wiki/Robert_Herman)
• WP: Primordiale Nukleosynthese (de.wikipedia.org/wiki/Primordiale_Nukleosynthese)
• WP: de.wikipedia.org/wiki/Neutroneneinfang
• WP: de.wikipedia.org/wiki/Nukleosynthese
Quellen
• Buch: Joseph D’Agnese – The Scientist and the Sociopath (amazon.com/gp/product/B00501HT6C?ie=UTF8&t…) (2014)
• Buch: Ralph Alpher, Robert Herman – Genesis of the Big Bang (amazon.de/-/en/Ralph-Alpher/dp/0195111826) (2001)
• Blog-Artikel: My Unpublished Interview with Astronomer Vera Rubin (josephdagnese.com/blog/2017/1/3/my-unpublished…) (2017)
• Fachartikel: The Origin of Chemical Elements (journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.7…) (1948)
• Fachartikel: What’s in a Name: History and Meanings of the Term „Big Bang“ (arxiv.org/abs/1301.0219) (2013)
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Franziska Konitzer Karl, wie lange hat der Anfang unseres Universums gedauert?
Karl Urban Ich würde es mal akustisch versuchen. Ungefähr so lang.
Franziska Konitzer Bisschen länger. Fünf Minuten.
Karl Urban Hallo bei Astrogeo, dem Podcast der Weltraumreporter. Ich bin Karl Urban und.
Franziska Konitzer Ich bin Franzi Konitzer.
Karl Urban Und wir sind zwei Wissenschaftsjournalisten. Franzi ist Astrophysikerin, die immer wieder darüber erstaunt ist, was man alles in fünf Minuten schaffen kann. Und ich bin Geologe, der immer wieder erstaunt ist, wie viele Stunden er ohne Ergebnis vor einem leeren Blatt sitzen kann. Und in diesem Podcast erzählen wir uns gegenseitig Geschichten, die uns entweder die Steine unseres kosmischen Vorgartens eingeflüstert haben oder die wir in den Tiefen und Untiefen des Universums aufgestöbert haben.
Franziska Konitzer Heute mit der Ausgabe 98 und der Fortsetzung meiner Geschichte vom Anfang des Universums. Und ich kann dir jetzt schon verraten, dass ich dafür geringfügig länger brauchen werde als fünf Minuten.
Karl Urban Und vermutlich hoffentlich kürzer als zwei Stunden.
Franziska Konitzer Definitiv.
Karl Urban Also wäre auch nicht schlimm, aber ja.
Franziska Konitzer Nein, definitiv weniger als zwei Stunden, obwohl ich mit einem ganz kurzen Recap anfange, wo ich das letzte mal angefangen und aufgehört haben.
Karl Urban Was bisher geschah.
Franziska Konitzer Was bisher geschah beim anfang des universums also man könnte ja auch sagen dass ich nicht besonders weit gekommen bin beim letzten mal denn in meiner letzten geschichte war ich am ende an dem punkt angelangt an dem ja erstmals wissenschaftlerinnen und wissenschaftler erkannt haben dass das universum überhaupt einen anfang hat also dass es nicht schon ewig existiert hat sondern dass dass es zu irgendeinem bislang nicht näher definierten Zeitpunkt passiert.
Franziska Konitzer Überhaupt entstanden ist. Und dieser Anfang ist das, was wir heute den Urknall nennen, obwohl diesen Begriff damals noch niemand verwendet hat. Ich werde den aber auch in dieser Geschichte heute durchaus verwenden, weil das einfach der Begriff ist, den wir heute dafür benutzen und den, ich denke mal, dann auch jeder unter, ja, jeder kennt in dem Sinn.
Franziska Konitzer So, und besonders verdient gemacht um diese Erkenntnis, dass das Universum einen Anfang hatte, hat sich ein belgischer Priester und Physiker namens Georges Lemaitre, der, das hatte ich auch noch erzählt, im Jahr 1931 wohl als erster schriftlich vom Anfang des Universums in einem wissenschaftlichen Kontext berichtet hat.
Franziska Konitzer Er hat einen Anfang des Universums in einer Form, die wir heute als den Urknall bezeichnen können. Georges Lemaitre hat nämlich von einer Art Promeval Atom gesprochen, einer Art Uratom, in dem alles in unserem Universum enthalten ist. Dieses Uratom ist wahnsinnig klein, wahnsinnig dicht, wie war ja damals schon alles da, was heute im Universum ist.
Franziska Konitzer Und dieses Uratom sei explodiert, so ist unser Universum entstanden und dehnt sich bis heute aus, es expandiert. Aber 1931 war überhaupt diese Erkenntnis, dass es diesen Anfang gab, sehr neu. Aber es ist ja schon so ein bisschen schwammig so uratom was explodiert da was passiert bei dieser explosion bei diesem urknall und deshalb ist es zeit das ganze ein bisschen zu konkretisieren in der fortsetzung meine geschichte in der es genauer um die frage geht wie unser universum entstanden ist und auch darum wie lange dieser anfang gedauert hat.
Karl Urban Okay und das war länger als.
Franziska Konitzer Ein Länger als BIP. Denn die Antwort, wie lange der Anfang des Universums gedauert hat, lautet laut einem Mann namens Ralph Alpher rund 300 Sekunden. Also rund fünf Minuten. So hat nämlich Ralph Alpher auf die Frage, wie lange hat es denn gedauert, geantwortet. Im Jahr 1948, als er seine Doktorarbeit zu Just, diesem Thema verteidigt hat.
Franziska Konitzer Aber wie kommt Ralph Alpher zu dieser Antwort? Also erstmal stelle ich Ihnen die kurz vor.
Karl Urban Er hat einen sehr schönen Namen, schon mal.
Franziska Konitzer Ralph Asher Alpher. Geboren 1921 in Washington D.C. in Amerika in den USA. Gestorben dann 2007 in Austin, Texas. Das war ein US-amerikanischer Physiker und Kosmologe. Er war der Sohn eines jüdischen Immigranten aus dem damaligen russischen Reich. Und er hatte es nicht so leicht im Leben und auch in seiner Karriere nicht.
Franziska Konitzer Seine Mutter ist recht früh gestorben, 1938, an Magenkrebs und als Jugendlicher wird ihm zunächst ein volles Stipendium für das Massachusetts Institute of Technology angeboten, für das MIT, was dann aber tatsächlich zurückgezogen wurde, nachdem er sich mit einem Alumnus unterhalten hat, in dem es eben um dieses Stipendium und dieses Studium gehen sollte.
Karl Urban Das ist sehr unangenehm.
Franziska Konitzer Ja, Alpha hat vermutet, weil er Jude war. Und was er dazu selbst gesagt hat, Jahrzehnte später gegenüber einem Journalisten, und ich habe das Zitat übersetzt, Ralph Alpha hat dazu gesagt, mein Bruder hatte mir gesagt, ich solle mir nicht allzu große Hoffnungen machen. Es war ein einschneidendes Erlebnis. Er sagte, mein Bruder, dass es unrealistisch sei, dass ein Jude einfach machen könnte, was er wolle.
Franziska Konitzer Ich weiß nicht, ob Sie wissen, wie es für Juden vor dem Zweiten Weltkrieg war. Es war furchtbar. Also, ja, kein MIT. Das war 1937, 1938. Stattdessen besucht Ralph Alpher die George Washington University in Washington, D.C. Und zwar nur abends, weil er tagsüber arbeiten musste und seinen Lebensunterhalt finanzieren.
Franziska Konitzer Er hat beim Naval Ordnance Laboratory gearbeitet und da mitgeforscht und mitgearbeitet, wie man Schiffe vor magnetischen Minen beschützt. Und am APL, am Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University, hat er an Torpedos und ferngelenkten Raketen gearbeitet, diese sehr viel militärisch, was auch kein Wunder ist, denn wir sind mitten im Zweiten Weltkrieg zu der Zeit.
Franziska Konitzer Zeit, als eben Ralph Alpher studiert, Physik hat er studiert, und während er tagsüber arbeitet und quasi nebenbei studiert, trifft Ralph Alpher den Forscher, der sein Doktorvater werden sollte. Das ist ein Mann namens George Gamow. Und George Gamow, von dem muss ich dir ganz kurz erzählen, weil der ist eine schillernde Persönlichkeit in der Forschung und Physik. Hast du von dem schon mal was gehört?
Karl Urban Nee.
Franziska Konitzer Unter Physikerin und Physikerin ist Gamow vor allem deshalb bekannt, weil er eben eine schillernde Persönlichkeit war, was offensichtlich noch nachhalt. Also George Gamow wurde 1904 geboren in Odessa, damals russisches Kaiserreich, heute Ukraine und gestorben 1968 in den USA in Boulder, Colorado. Er war sowjetischer Wissenschaftler, Physiker und hat jahrelang versucht zu fliehen aus der Sowjetunion, was ihm dann auch gelungen ist.
Franziska Konitzer Schließlich im Jahr 1933 ist er in die USA geflohen. In der Forschung, also vor allen Dingen an George Gamow, die schillernde Persönlichkeit, ist das eine, aber er ist einer der sehr wenigen Menschen, den die englische Wikipedia als Polymath bezeichnet, also als Universalgelehrter.
Karl Urban Was im 20. Jahrhundert ungewöhnlich ist.
Franziska Konitzer Das ist sehr ungewöhnlich und deshalb, also ja, er war in Bezug auf den Urknall und den Anfang des Universums war er tatsächlich einer der frühesten Verteidiger und Befürworter ist. Von Lemaitres' Urknall-Hypothese. Das liegt auch daran, dass er noch in der Sowjetunion oder im russischen Kaiserreich bei Alexandra Friedmann studiert hat.
Franziska Konitzer Und Friedmann war, das habe ich in der letzten Geschichte, jetzt bin ich nicht näher darauf eingegangen, aber Friedmann war wohl tatsächlich der Erste, der mit Einsteins allgemeinen Relativitätstheorie sich Modelle angeschaut hat von Universen, die einen Anfang haben. Also das hat er als Student bei Alexandra Friedmann schon gehört.
Franziska Konitzer Friedmann ist sehr früh verstorben. Aber das hat ihn nachhaltig beeindruckt. George Gamow hat herausgefunden, wie der Alpha-Zerfall funktioniert von Atomkernen. Das ist eine Teilchenstrahlung, bei der der zerfallende Atomkern, der Mutterkern, einen Helium-4-Atomkern aussendet. Und wie das überhaupt funktioniert, hat George Gamow beschrieben und erkannt, nämlich mithilfe von Quantentunneln.
Franziska Konitzer Darum geht es hier nicht, aber er hat auf jeden Fall diesen Alpha-Zerfall erklärt. Er hat an mathematischen Modellen von Atomkernen gearbeitet, an Sternentstehung, am Urknall und was ich besonders kurios oder schön finde, dass tatsächlich Gamow Francis Crick, der dir vielleicht was sagt, als einer der Mitentdecker der Struktur der DNA, der Desoxyribonukleinsäure.
Karl Urban Francis Crick? Nee, habe ich mir nicht abgespeichert.
Franziska Konitzer Also Francis Crick war einer der beiden, die dafür den Nobelpreis bekommen haben.
Karl Urban Wie hieß der andere noch gleich?
Franziska Konitzer Watson? James Watson?
Karl Urban Ja, genau. Den hätte ich, glaube ich, eher abrufen können. Ja, okay. Und Francis Crick war der andere. Okay. Genau.
Franziska Konitzer Also, inzwischen wissen wir, die Desoxyribonukleinsäure ist eine Doppelhelix, ein Doppelstrang, der sich umeinander windet. Aber das wusste man bis 1953, denke ich, nicht. Und George Gamow gab eben Francis Crick den ersten Anstoß zur Aufklärung dieses genetischen Codes, dieser DNA, DNS, als er ihm in einem Brief mitteilte, dass für die Kodierung von 20 Aminosäuren, die 20 Aminosäuren, die wir brauchen und aus denen unser Leben besteht und aufgebaut ist, dass dafür mindestens Dreierkombinationen Triplets der vier Basen von DNA nötig sind.
Franziska Konitzer Damit zwei Basen nur 16 Aminosäuren kodierbar sind. Also deshalb, vielleicht Universalgenie, vielleicht aber auch deshalb, dass er später sich sehr auf die Lehre konzentriert hat und außerdem populärwissenschaftliche Bücher geschrieben hat, von denen manche immer noch tatsächlich gedruckt werden. So und darüber hinaus, weil wir sind noch nicht fertig mit Jolf Garnoff, hat er den Ruf eines respektlosen Physikers mit einem ausgeprägten Sinnfumor für Scherze und Streiche, der gerne zu Übertreibungen neigte und er war wohl auch ein anerkannter Trinker und Genießer und kämpfte laut einer Quelle in seinem späteren Leben mit Alkoholismus.
Karl Urban Ein anerkannter Trinker und Genießer. Okay, das kann man jetzt so und so verstehen.
Franziska Konitzer Ja, auf jeden Fall denke ich, ist klar, eine schillernde Persönlichkeit.
Karl Urban Ja, das hast du klar gemacht.
Franziska Konitzer Und in dem Kontext ist er ein bisschen das Kontrastprogramm zu seinem Doktoranden Ralph Alphe, der sehr hart gearbeitet hat. Und auch in der Forschung dafür bekannt war, Ralph Alpher hat sehr genau gearbeitet, mathematisch sehr genau, während hingegen George Gamow eher für die, ich sag mal, die wilden Ideen bekannt war und dann die Detailausarbeitung, das war dann nicht mehr so seins. So.
Franziska Konitzer Also. Ralph Alpher promoviert also bei George Gamow an der George Washington University. Und um was ging's in seiner Doktorarbeit? Ich hab ja schon erzählt, dass ganz am Anfang, in meinem Recap, dass Georges Lemaitre von einem explodierenden Uratom ausgegangen war. Von diesem Anfang des Universums. Das war, und er hat es auch damals, auch Georges Lemaitre hat es schon 1931 mit der Quantenmechanik in Verbindung gebracht.
Karl Urban Die ja ganz frisch war, ne?
Franziska Konitzer Die ja ganz frisch war. Aber so, natürlich dieses erste Paper auch von dieser Brief, eigentlich eher von Georges Lemaitre an Nature damals, das war recht schwammig, der war sehr kurz. Aber das macht ja auch nichts, weil allein dieser Grundgedanke eines plötzlichen Anfangs war so radikal. Das hat auch für das Erste gereicht, würde ich sagen.
Franziska Konitzer Und dann könnte man auch sagen, kam der Zweite Weltkrieg und man hatte etwas anderes zu tun als Kosmologie. Aber dann nach dem Zweiten Weltkrieg hat Ralph Alphe die Aufgabe bekommen, das jetzt zu konkretisieren, was das heißt mit diesem, ich habe einen plötzlichen Anfang. Was passiert dann? Und wie haben Gamow und Alpha das gemacht?
Franziska Konitzer Indem sie meinen Lieblingstrick, einen sehr billigen Trick eigentlich angewendet haben. Nämlich, sie haben zurückgespult. Ja, also, wenn du ein Universum hast, das expandiert, das sich ausdehnt, dann kann man sich ja denken, okay, dann spule ich einfach zurück in der Zeit und dann wird es ja einfach immer kleiner, immer kleiner, immer kleiner und irgendwann bist du dann beim Anfang.
Franziska Konitzer Der Unterschied hier von Ralph Alpha und George Gamow, auch im Vergleich zu den ganzen Persönlichkeiten, von denen ich die beim letzten Mal erzählt habe, ist, dass ja so Georges Lemaitre und so, die kamen ja schon eher sehr stark aus der allgemeinen Relativitätstheorie heraus. Also da ging es ja eher so um die Raumzeit an sich, so okay, was expandiert da oder wie auch immer.
Franziska Konitzer Und Gamma von Alpha haben sich überlegt, was eigentlich mit der ganzen Materie passiert, mit dem ganzen Zeug im Universum. Was passiert mit der, die in diesem im Rückspulmodus schrumpfenden Universum steckt? Und konkret heißt das, das Gamma von Alpha, und dazu gab es auch damals schon Erhebungen, Daten.
Franziska Konitzer Also sie haben die heutige Dichte unseres Universums genommen, die Materiedichte. Und ich spreche hier immer nur von der sichtbaren Materie. Und dann haben sie die Uhr rückwärts laufen lassen. Und dann, was passiert mit dieser Materie, wenn du alles immer dichter und dichter und dichter zusammenquetscht?
Karl Urban Das ist jetzt eine Frage an mich.
Franziska Konitzer Ja, die kannst du gerne.
Karl Urban Naja, irgendwann ist es so dicht, dass es vielleicht gar nicht dichter werden will, weil irgendwie so abstoßende Effekte so stark sind.
Franziska Konitzer Ah, du denkst schon an Neutronenstern.
Karl Urban Ja, ja, genau. Also ich meine, die Frage ist, kann man das beliebig weit zurückspulen? Wahrscheinlich nicht. Also bis in einen Punkt ist schwierig, ne?
Franziska Konitzer Nein. Und genau zu dem Punkt haben sie es nämlich auch geschafft, zurückzuspulen. Aber was davor passiert ist, ist natürlich, je dichter es wird und je kleiner, oder hauptsächlich je dichter das mit diesem zunehmenden Druck steigt, die Temperatur ja in dem Universum. Und irgendwann hast du das ganze Zeug im Universum, was wir ja jetzt hier haben, die Atome und Moleküle und so weiter und so fort.
Franziska Konitzer Die Moleküle würden dann natürlich wieder in Atome zerlegt werden und auch die Atome in ihre Bestandteile. Weil ich, ja, Atome, das war ja auch, während meiner Geschichte beim letzten Mal ja, ja, es war alles vor dem Zweiten Weltkrieg. Was natürlich während des Zweiten Weltkriegs Hochkonjunktur hatte, aus diversen Gründen, war natürlich die Teilchen- und Kernphysik.
Franziska Konitzer Wir erinnern uns, das Manhattan Project hat zur Entwicklung der Atombombe geführt. Und was da aber erreicht wurde in diesen Jahren, ist allgemein ein immer besseres Verständnis von den Atomen und ihren Bestandteilen. Und es ging nicht nur um die Kernspaltung, was ja in einer Atombombe vorkommt, sondern auch um Kernfusion, also der Verschmelzung von Atomkernen.
Franziska Konitzer Da war man im Zweiten Weltkrieg vor allen Dingen daran interessiert, das für die Entwicklung einer Wasserstoffbombe zu entwickeln. Aber allgemein können wir sagen, für die Geschichte, man wusste auf einmal, man hat sehr viel mehr über Atome und ihre Bestandteile und Atomkerne herausgefunden. Woraus besteht ein Atomkern? Erstmal ganz grob gesagt, er besteht in seinem Kern aus Protonen, das sind positiv geladene Teilchen, aus Neutronen, das sind negativ geladene Teilchen.
Karl Urban Das sind neutral, also nicht geladene Teilchen.
Franziska Konitzer Neutral, negativ geladene Teilchen, Verzeihung, genau, das sind neutrale Teilchen, keine elektrische Ladung und in der Hülle, das ist jetzt auch, in der Hülle sind Elektronen, das sind Elementarteilchen, nicht weiter spaltbar. Die sind negativ geladen. Konkret heißt das, im Fall vom einfachsten Atom von Wasserstoff, da gibt es ein Proton im Kern, kein Neutron und ein Elektron außenrum.
Karl Urban Habe ich schon mal gehört, ja.
Franziska Konitzer Ja, aber nur so, damit man es sich vorstellen kann. Und dieses Neutron, dieses neutrale Teilchen, das war auch erstmals in den 1930er Jahren nachgewiesen worden. Das war also nun alles schon bekannt, als Ralph Alpher und Gamow an der Uhr gedreht haben. Genauso wie bekannt war, hurra, dass in Sternen wie der Sonne Energie dadurch erzeugt wird, indem Wasserstoff zu Helium verschmilzt.
Franziska Konitzer Also Kernfusion betrieben wird in der Sonne und ich also größere Atome, Atomkerne, die sind dann so energiereich, dass die Elektronen weg sind und das spricht man nur von Atomkernen. Also dass Energie dadurch erzeugt wird, dass sich kleinere Atomkerne zu größeren verschmelzen. Hurra. Dafür hat ein Forscher namens Hans Bethel im Jahr 1939 den Nobelpreis für Physik bekommen, weil er erkannt hat, wie die Energieerzeugung in Sternen funktioniert.
Franziska Konitzer Also, zurück zum Zurückspulmodus von Gamow und Alpha. Das Universum wird immer dichter und heißer. Es wird so heiß, dass die Elektronen sich von den Atomkernen lösen und es keine neutralen Atome mehr gibt. Und dann wird es noch dichter und heißer und noch dichter und heißer. Und dann gelangt man ziemlich genau zum Anfang zu Georges Lemaitre's Uratom.
Franziska Konitzer Alpha und Gamow haben diesen Zustand nicht Uratom genannt, sondern Ilem. Also ich hoffe, ich spreche das richtig aus. Wahrscheinlich nicht. Oder Ilem, aber Ilem. Y-L-E-M. Das ist eine hypothetische Substanz von sehr kondensierter, sehr dichter Materie, aus der dann später unsere ... Teilchen entstanden sind.
Karl Urban Und das ist ein Akronym?
Franziska Konitzer Nein, das war ein Wort, das haben Ralph Alpher und auch George Gamow benutzt für diesen Zustand. Das hat nämlich Ralph Alpher in einem, Wörterbuch gefunden und es kommt anscheinend aus dem Mittelenglischen und da war es definiert als die erste Substanz, aus der sich die Elemente wahrscheinlich gebildet haben.
Franziska Konitzer Also ein Kunst, ja, ein altes Wort, Ralph Alpher hat es dann verwendet. Aber ich verrate nicht so viel, wenn ich sage, dass dieses Wort heute nicht mehr verwendet wird und ILEM also ein ….
Karl Urban Das Konzept hat sich überlebt mittlerweile.
Franziska Konitzer Ja, das Konzept hat sich überlebt. Ja, noch nicht mal so sehr überlegt. Ich glaube, heute wird man es eher Quark, Glur und Plasma nennen oder wie auch immer.
Karl Urban Das klingt viel besser.
Franziska Konitzer Also, das klingt viel besser, da. Furchtbar. Also, zurückspulen, ich komme bei ILEM an. Das ist also eine hochkondensierte Form von Materie, aus der dann, indem ich wieder vorspule, dann meine ganzen Atome rauskriege. Aber wie? Was zu diesem ILEM, diese Form der Urmaterie, noch dazukommt, ist eine Menge Strahlung, also hochenergotische Photonen, Lichtteilchen.
Franziska Konitzer Und was auch eine Erkenntnis von George Gamow war, ist, dass wenn man es rein von der Dichte her betrachtet, also was hat die höchste Dichte im Universum, dann war das Universum ganz am Anfang sogar strahlungsdominiert. Also verglichen mit der Dichte der Materie war die Dichte der Strahlung niedrig. Größer. Das war dann, als das Universum expandierte, nicht mehr so wichtig.
Franziska Konitzer Dann war das Universum materiedominiert und inzwischen ist es weder strahlungs- noch materiedominiert, sondern der größte Anteil ist die dunkle Energie. Aber das ist eine, anscheinend, aber das ist eine ganz andere Geschichte. Ich sag's nur der Vollständigkeit halber. Warum ist das wichtig? Für die Geschichte an sich gar nicht mal so sehr, aber wenn das Universum strahlungsdominiert ist, dann verändern sich einfach die Gegebenheiten und die Parameter, wie dann auch sich die Materie verhält.
Franziska Konitzer Es verändert die Berechnungen, was denn danach geschah. So, du musst es dir auch nicht merken. Wichtig ist, Ralph Alpher dürfte jetzt eben ausrechnen, was das heißt. Also, was passiert im Universum, wenn ich dieses ILEM habe und eine ganze Menge Strahlung und dann lasse ich die Zeit vorwärtslaufen und das Universum dehnt sich aus und wird damit immer kühler in dem Sinne und alles hat ein bisschen mehr Platz.
Franziska Konitzer Und wie Ralph Alphe selber dazu schreibt, dass man in diesem Bild, wenn man von diesem Szenario ausgeht, dann kann man sich dieses ILEM wie eine Art sehr, sehr dichtes Neutronengas vorstellen. Neutronen, habe ich ja eben schon gesagt, das sind diese neutralen Teilchen und diese Neutronen haben dann mit der Ausdehnung und der Abkühlung angefangen zu zerfallen, nämlich in Protonen und Elektronen, weil ein Proton und ein Elektron, positiv plus negativ, zack, Neutron.
Franziska Konitzer Und dann hatte ich aber halt, das ist dann so ein Zwischenspiel, weil ja so viel Strahlung da war. Wenn das noch zu heiß und zu dicht ist, dann führt die Strahlung dazu, dass diese Neutronen nicht, also überhaupt nicht stabil sind, sondern sofort wieder aufgespalten werden. Und dann ist es so ein Zwischending, also ich habe diese ganzen Wechselwirkungen, die Neutronen zerfallen eigentlich und dann habe ich auch noch diese ganze Strahlung dazwischen und es kühlt alles ein bisschen ab, was passiert. So.
Franziska Konitzer Und was Ralf Alpha ausgerechnet hat, waren die genauen Details, wie das nun vonstatten geht. Wenn ich schon mal diese Neutronen habe, aufgrund der Forschung, die während des Zweiten Weltkriegs und auch schon davor stattfand, an eben Atomkernen und auch an Neutronen, wie die sich verhalten, war darüber eine ganze Menge bekannt, was mit denen unter verschiedenen Bedingungen passiert.
Franziska Konitzer Und im Grunde genommen kann man sich dann vorstellen, oder wusste man, dass im Universum damals war es eben so heiß und so dicht, aber trotzdem nicht zu heiß und nicht zu dicht, dass sich eben aus diesen dadurch entstehenden erstmals Teilchen, aus den Neutronen und den Protonen immer schwerere Atome aufbauen konnten.
Franziska Konitzer Dass man also sagt, okay, ich habe hier einen Proton oder einen Neutron und das fängt noch ein anderes Proton oder Neutron ein und dann verbinden die sich beiden und dadurch habe ich immer massereichere Elemente. Wenn ich mir vorstelle, ich habe einen Proton, das ist ja nur ein Kern, das ist der Kern von einem Wasserstoffatom.
Franziska Konitzer Und wenn dieses Proton dann mit anderen Neutronen und Protonen reagiert, das sind dann auch so Reaktionsketten, dann kann ich daraus letztendlich ein Heliumatom aufbauen über mehrere Zwischenschritte. Ein Heliumatom sind zwei Protonen, zwei Neutronen. Und so, war der Grundgedanke, könnte das immer weitergegangen sein, kurz nach dem Urknall, dass ich eben immer massereichere Elemente aufbaue.
Franziska Konitzer Und dadurch könnte man eben erklären, warum es im Universum verschiedene chemische Elemente gibt und vor allen Dingen, wie viel es von allen Elementen gibt. Weil, das wusste man auch damals schon, dass es im Universum, Pi mal Daumen, grob gesagt, sind rund 75 Prozent Wasserstoff und 25 Prozent Helium.
Franziska Konitzer Das ist, allgemein, es gibt ja auch noch massereichere Sachen, aber so grob gesagt passt dieses Massenverhältnis.
Karl Urban Genau, und die massereicheren Sachen spielen aber eigentlich keine Rolle.
Franziska Konitzer Genau, die massereicheren Sachen spielen eigentlich keine Rolle im Gesamtbild. Und warum? Wie funktioniert das? Warum ist dieses Massenverhältnis so? Und dann ist es eben, was Ralph Alford dann eben auch ausgerechnet hat, ist, dass dann kurz nach dem Urknall, dass sich eben dieses ILEM sozusagen, ich bleibe jetzt einfach bei dem ILEM, das hat sich dann zunächst kondensiert oder zerfallen, könnte man wahrscheinlich eher sagen, nämlich zu Protonen und Neutronen.
Franziska Konitzer Beziehungsweise nicht zerfallen, weil es waren ja, wie wir heute wissen, waren das die subatomaren Bestandteile, also Quarks letztendlich. Dieses Quark-Gluten-Plasma ist dann kondensiert. Wenn wir bei diesem Bild von dem Ilem bleiben, dann würde man eher von zerfallen sprechen, aber korrekt ist Kondensation. Auf jeden Fall, ich hatte Protonen und Neutronen im Verhältnis eins zu eins.
Franziska Konitzer Aber mit den mehrfallenden Temperaturen und diesen ganzen Bedingungen, es ist so, dass Neutronen selber sind nicht stabil. Also wenn sie in einem Atomkern sind, zum Beispiel im Helium, dann sind sie natürlich stabil. Aber wenn sie nur irgendwo frei da draußen rumfliegen, dann zerfallen sie mit, ich glaube, einer Halbwertszeit von 10 Minuten, 12 Minuten, irgendwie sowas.
Franziska Konitzer Und sie zerfallen in ein Proton und ein Elektron. Und wenn ich nun mein Universum habe, was immer schneller ausdehnt und abkühlt, dann verschiebt sich dieses Massenverhältnis oder dieses Verhältnis 1 zu 1 Proton-Neutron zugunsten der Protonen. Also ich habe dann immer mehr Neutronen zerfallen, ich habe immer mehr Protonen, immer weniger Neutronen.
Franziska Konitzer Und dann fallen die Temperaturen aber so, dass sich dann erstmals Protonen und Neutronen zusammenfinden können. Und wenn ein Proton und ein Neutron zusammenkommen, spricht man auch von Deuteronen. Das ist ein Begriff, der begegnet einem sonst nie. Das sind Deuteriumkerne. Schwerer Wasserstoff, würden wir dazu heute sagen.
Karl Urban Also ein Isotop des Wasserstoffs, ne?
Franziska Konitzer Ein Isotop des Wasserstoffs. Es gibt ja schweren Wasserstoff und überschweren Wasserstoff. Der ist noch seltener. Aber so funktioniert es. Ich habe im Grunde genommen dieses Gas und die Temperaturen und die Dichte fällt so und dann können sich eben diese Protonen und diese Neutronen verbinden. Und es ist nicht mehr so heiß und so dicht, dass das Ganze wieder sofort von diesem gesamten Photonen-Lichtteilchen, hochenergetischer Strahlung sofort wieder aufgespalten wird. Darum ging es ja.
Franziska Konitzer Und dann hat das Universum sich immer weiter abgekühlt und abgekühlt und abgekühlt und wenn ich dann noch knapp 60 Millionen Kelvin hat, was immer noch recht warm ist, würde ich sagen, dann können eben effektiv erstmals Deuteronen gebildet werden. Diese Deuteronen können dann eben weiter reagieren und dann Helium bilden.
Karl Urban Und wir sind jetzt zeitlich aber immer noch wenige Minuten, also wenn du sagst.
Franziska Konitzer Wir sind wenige Minuten.
Karl Urban Die Neutronen haben eine Halbwertszeit von 10-12 Minuten oder sowas, das heißt genau, also es ist noch keine Stunden her, sonst wären eigentlich viel zu wenig Neutronen übrig.
Franziska Konitzer Wenn ich so sage, okay, wann war der Urknall, wann auch immer er war, es ist wenige Minuten nach dem Urknall. All diese Reaktionen, was ich beschreibe. So. Was ich auch ausrechnen kann, was Ralph Alpher damals auch ausgerechnet hat und was ich jetzt nicht genauer im Detail schildern werde, warum das so ist, ist, dass ich zu dem Zeitpunkt, als sich effektiv eben Neutronen und Protonen zu größeren Atomkernen verbinden konnten, dass da das Verhältnis im Universum, ich hatte ja gesagt, wir haben angefangen mit einem Proton- zu Neutronen-Verhältnis zu 1 zu 1, aber es wurden dann immer weniger Neutronen und immer mehr Protonen, wie groß ist dieses Verhältnis?
Franziska Konitzer Das hatte eben Ralph Alpher dann auch ausgerechnet und das ist ein Verhältnis, dass ich auf ein Proton kommen sieben Neutronen. Also anders ausgedrückt, was dann einfacher ist, zwei Neutronen, 14 Protonen. So. Und das kann ich mir dann ziemlich einfach vorstellen, weil aus diesen Kernen dann irgendwie, dann wollen sich ja immer größere Atome bilden.
Franziska Konitzer Und wenn ich aber zwei Neutronen habe und 14 Protonen, dann kann ich mir vereinfacht vorstellen, dass zwei Neutronen mit zwei Protonen zusammengehen. Dann sind die ja quasi alle, macht ein Helium-4, übrig bleiben zwölf Protonen, die ja nichts anderes als ein Wasserstoffatomkern sind. Und ja, was passiert dann? Dann expandiert das Universum immer weiter, es wird noch kühler und dieses Mengenverhältnis von ein Helium-4 versus zwölf Wasserstoffkerne, das wird quasi eingefroren, weil danach keine Reaktionen mehr stattfinden können.
Karl Urban Weil die Dichte zu gering ist, die Temperatur zu niedrig.
Franziska Konitzer Die Dichte wird zu gering, genau. Das Universum dehnt sich ja immer aus. Man kann sich das auch so vorstellen, wenn sich das überhaupt nicht ausdehnen würde und so dicht bleiben würde wie am Anfang, dann würden diese Reaktionen ja irgendwie immer weitergehen vielleicht. Oder vielleicht möchte ich ja noch wieder die Dichte erhöhen, damit es noch weitergeht. Aber indem es sich dann ausdehnt, irgendwann habe ich dann eben ein Universum, so wie heutzutage mit seiner Temperatur von was, drei Kelvin? Da finden natürlich keine Kern-
Karl Urban Das ist wie wenn du den Deckel vom Topf runternimmst und der Dampf entweicht sozusagen.
Franziska Konitzer Ja, genau. Und damit habe ich aber ein Universum. Wo die Theorie ein Massenverhältnis in Masse von 75% Wasserstoff, also Protonen voraussagt, zu 25% Helium. Und das ist genau das, was diese Rechnung ergibt. Wenn ich mit zwei Neutronen und 14 Protonen starte, dann habe ich am Ende ein Helium-4, was ja vier Nukleonen enthält.
Karl Urban Genau, also das stabile Helium-Atom.
Franziska Konitzer Und zwölf Protonen einzeln. Und das ist genau ein Massenverhältnis von 75% Wasserstoff zu 25% Helium in absoluten Teilchen oder in absoluten Atomkernen weniger als 8% Helium. Und genau diese Berechnungen hat eben Ralph Alpher durchgeführt in seiner Doktorarbeit und ist eben bei genau diesem jenem Ergebnis rausgekommen.
Franziska Konitzer Denn dieses Massenverhältnis von Wasserstoff zu Helium ist genau das, was wir auch heute im Universum beobachten.
Karl Urban Und dieses Massenverhältnis kannte man aber zu diesem Zeitpunkt schon. Also er hat sozusagen die Beobachtung theoretisch untermauert, kann man sagen.
Franziska Konitzer Genau. Er hatte, weil ich das Massenverhältnis, ich meine, auch damals war dann ja, das hatte ich ja auch gesagt, Hans Bethe hat erklärt, wie in Sternen Energie erzeugt wird. Du wusstest ja auch damals schon grob, was in Sternen drin ist, weil Spektroskopie gab es ja auch. Da kannst du einfach nachgucken, was zumindest in der Atmosphäre ist und auch solche Dinge.
Franziska Konitzer Und deshalb war bekannt, dass ein sehr, sehr, sehr, sehr großer Anteil der Masse im Universum als Wasserstoff vorliegt. Dann kommt Helium und dann kommt lange Zeit eigentlich gar nichts. Und ja, das eben hat Ralph Alpher sehr viel sauberer und schöner ausgerechnet, als ich das jetzt eben verhackstückt erklären konnte.
Franziska Konitzer An der ebenfalls sehr vereinfachten Erklärung, wie kurz nach dem Urknall eben Wasserstoff zu Helium geworden ist. Ein Beispiel. So. Und dieser Fachartikel, am Ende einer Doktorarbeit kann man das Ganze ja schön zusammenfassen, dieser Fachartikel, in dem Ralph Alpher seine Doktorarbeit und seine Ergebnisse vorstellt, die ist am 1.
Franziska Konitzer April 1948 erschienen und enthält keinen April-Scherz, aber doch einen Scherz, den sehr viele Physikstudentinnen und Studenten heute noch kennen und den Ralph Alpher eigentlich gar nicht lustig fand. Ich hatte ja vorhin erzählt, dass sein Doktorvater George Gamow mit einem gewissen Sinn für Humor ausgestattet war.
Franziska Konitzer Und deshalb war er komplett begeistert, als nun Ralph Alpha bereit zum Publizieren war. Denn er hat es als eine einzigartige Gelegenheit gesehen, einen lange gehegten Traum von ihm sich zu erfüllen. Und zwar beim Einreichen dieses Fachartikels, der ja zumindest die Namen Ralph Alpha und George Gamow als sein Doktorvater enthielt.
Karl Urban Ah, ich weiß jetzt, was kommt. Ja, genau.
Franziska Konitzer Einen Wissenschaftler namens Hans Bete in den Titel mit aufgenommen. Jeder Hans Bete, der 1939 den Nobelpreis für Physik bekommen hat, als er erkannt hat, wie in Sternen Energie erzeugt wurde. Und auch damals deshalb schon sehr berühmt war.
Karl Urban Aber das hat nicht der Ralph Alphe entschieden, sondern der George Gamow.
Franziska Konitzer Ja, aber dann kannst du erzählen, warum weißt du, was kommt.
Karl Urban Also, Alphe Bete Gamow. Alpha, Beta, Gamma. Und sie haben aber Hans Bete nicht gefragt, oder?
Franziska Konitzer Nein, also George Gamow, allgemeine Gelegenheit aus den Titeln dieses Artikels oder aus den Autoren dieses Artikels einen Witz zu machen, weil Alpha, Ralph Alpha wie Alpha, Hans Bete wie Beta und Gamow wie Gamma, also die ersten drei Buchstaben im griechischen Alphabet, total geil. Und deshalb, ja, es ist ja prima, deshalb wurde dieser Fachartikel auch in der Wissenschaftsgeschichte als Alpha-Beta-Gamma-Artikel bekannt und auch mir wurde diese Geschichte in meinen Unitagen schon erzählt.
Karl Urban Ja, ich habe sie ja auch gehört damals.
Franziska Konitzer Ja, das wird man in jeder Welt, sobald man darüber erfährt, wird einem dieses Alpha-Beta-Gamma auf den Tisch gelegt. Aber, was natürlich ein bisschen dumm war, ein bisschen dumm gelaufen für Ralph Alpha, er war zu dem Zeitpunkt ein unbekannter Doktorand. Hans Beethel war Nobelpreisträger für Physik und George Gamow war auch sehr, sehr, sehr bekannt.
Franziska Konitzer Und so wurde auch seine eigene Arbeit natürlich von diesen beiden berühmten Mitautoren überschattet. Stell dir vor, du siehst ein Paper, eine Person kennst du überhaupt nicht und die anderen beiden sind dir bekannt. Natürlich denkst du, dass die Arbeit dann von den anderen beiden ist. Aber so war es nun mal einmal. Alpha war dagegen, George Gamow hat es trotzdem gemacht.
Franziska Konitzer Hans Beete wusste davon nichts, aber wie er selber schreibt, the editor of Physical Review, das Journal, in dem der Artikel geschrieben ist, cleared the use of his name with Beete, who later remarked that he had no objection for the reason that the work might even be right. Also Hans-Peter hat gesagt, der Editor hat ihn quasi gefragt, hey, ist es cool, dass wir da Namen draufzimmern, obwohl du da nicht mitgemacht hast und Hans-Peter hat gesagt, ja klar, das Paper könnte ja sogar richtig sein.
Karl Urban Ja, aber saubere Wissenschaft ist das nicht, ne? Also ich meine, heute steht ja in vielen Papers drauf, was die einzelnen Autoren beigetragen haben und auch wenn da einer nur Proofreading gemacht hat, dann steht das da halt. Ja, aber es war eine andere Zeit.
Franziska Konitzer Es war das 1948, es waren andere Zeiten. Der Titel des Fachartikels lautet natürlich nicht Alphabetagamma-Fachartikel, sondern The Origin of Chemical Elements, also der Ursprung der chemischen Elemente. Und was das zur Folge hatte, dass man Hans-Bete da aber draufgenommen hatte, war, dass er bei der Verteidigung von Ralph Alphas Doktorarbeit dabei war.
Franziska Konitzer Also eine Verteidigung von der Doktorarbeit ist ja eine mündliche Prüfung zum Thema der Dissertation.
Karl Urban Und da ist dann der Nobelpreisträger um die Ecke gekommen, ja.
Franziska Konitzer Ja, da ist nämlich normalerweise so ungefähr niemand anwesend, außer der oder die Prüfling und die Prüfenden.
Karl Urban Manchmal noch die Familie oder so, ne?
Franziska Konitzer Manchmal noch die Familie. Also so ungefähr, ja, also ein Dutzend Leute ist gut. Aber bei Ralph Alpher, der Mann, der ausgerechnet hatte, wie die Materie im Universum entstanden ist, tauchten im Jahr 1948 tatsächlich 300 Menschen auf, inklusive Journalisten und eben auch Hans Beete.
Karl Urban No pressure.
Franziska Konitzer No pressure. Und damit kehren wir dann aber auch zur Antwort der Frage von meinem Anfang heute zurück. Denn was Ralph Alpheier letztendlich in seiner Doktorarbeit beschrieben hatte, war die Entstehung der Elemente kurz nach dem Urknall. Das nennt man auch primordiale Nukleosynthese, also Nukleosynthese, Entstehung von Nukleonen, Atomkernen.
Franziska Konitzer Primordial für, also auf Englisch klingt es mehr sexy, da ist es Big Bang Nuclear Synthesis. Primordial klingt da auch, aber es ist primordial, also ursprünglich. Und während dieser Verteidigung wurde Ralph Alpha eben gefragt, wie lange das Ganze wohl gedauert hat und seine Antwort hat eben gelautet, rund 300 Sekunden, das sind 5 Minuten und, Diese fünf Minuten war auch dann dick auf der Titelseite der Washington Post vom 14. April 1948.
Franziska Konitzer Die hat dann nämlich getitelt, World began in five minutes. Tja, zum Schluss meiner Geschichte noch ein paar Anmerkungen. Also in diesem Alpha-Beta-Gamma-Fachartikel, Paper, The Origin of Chemical Elements, hat Ralph Alpha nicht ganz recht. Denn George Gamow und er waren ursprünglich davon ausgegangen, dass wirklich alle Elemente bei dieser primordialen Nukleosynthese entstanden sind.
Franziska Konitzer Also alles von Wasserstoffhelium bis hin zu Eisen oder halt noch darüber hinaus.
Karl Urban Also sie hatten die Supernovae nicht auf dem Zettel.
Franziska Konitzer Und die Sterne auch nicht. Also heutzutage ist bekannt, dass dieser primordialen Nukleosynthese tatsächlich nur Wasserstoffhelium, ein ganz bisschen, ganz, ganz bisschen Lithium und noch Beryllium zu wirklich verschwindend geringen Anteilen entstanden sind. Und alle anderen schwereren Elemente, also Sauerstoff, Kohlenstoff und so weiter, pipapo, das wird tatsächlich in Sternen hergestellt.
Franziska Konitzer Aber bis zu dieser Erkenntnis sollte es aus dem Standpunkt von 1948 noch knapp zehn Jahre dauern, als da der entscheidende Forschungsartikel veröffentlicht wurde zur sogenannten stellaren Nukleosynthese. Übrigens, an diesem auch sehr berühmten Forschungsartikel steht auch ein Wissenschaftler namens Fred Hoyle mit als Autor drauf. Der hat sich damals auch auseinandergesetzt.
Franziska Konitzer Und Fred Hoyle ist jener Forscher, der so stark gegen den Urknall war und der stattdessen für das Steady-State-Modell des Universums gekämpft hat und plädiert hat, also ein ewiges Universum, unveränderlich bis zu seinem Tod. Und Fred Hoyle auch der Mensch, der den Begriff Urknall als erstes öffentlich verwendet hat.
Franziska Konitzer Aber ja, auch dieses Steady-State-Modell und das wirklich als letztes. Dieses Steady-State-Modell war damals ein ernstzunehmender Konkurrent zu diesem Urknall-Modell. Also auch, wir sind ja jetzt am Ende meiner Geschichte im Jahr 1948 angelangt, da war es immer noch so, dass es diese beiden konkurrierenden Modelle gab.
Franziska Konitzer Also hatte das Universum wirklich einen konkreten Anfang, einen heißen und dichten Anfang in das, was wir heute Urknall nennen? Oder ist es tatsächlich in einem steady state, also ist es unveränderlich und hat schon immer existiert? Und jetzt habe ich dir in den letzten zwei Folgen von zwei starken Hinweisen, Indizien, Beobachtungen erzählt, dass das Universum einen Anfang hatte, eben in einem Ereignis, was wir heute als Urknall bezeichnen.
Franziska Konitzer Und beim letzten Mal war es eben die Expansion des Universums, die Tatsache, dass wir beobachten, dass es sich ausdehnt. Und heute ist eben ein weiteres sehr starkes Indiz, das zweite, die primordiale Nukleosynthese oder auch das Mengenverhältnis von Wasserstoff zu Helium, was dir sagt, dass das Universum früher furchtbar heiß und furchtbar dicht gewesen sein muss.
Franziska Konitzer Aber um wirklich endgültig dem Anfang vom Universum zum Durchbruch zu verhelfen, da braucht es noch einen dritten Hinweis. Und von dem erzähle ich dir beim nächsten Mal.
Karl Urban Ich wollte gerade sagen, da braucht es noch eine dritte Folge.
Franziska Konitzer Da braucht es noch eine dritte Folge.
Karl Urban Sehr gut.
Franziska Konitzer Ja, lieber Karl, war das mal eine Geschichte für dich heute? Der mittlere Teil über den Anfang des Anfangs. Quasi Teil zwei der Trilogie zum Urknall. Die Geschichte darüber, wie die ersten Elemente entstanden sind.
Karl Urban Du machst hier so richtig Multifolgen-Storytelling, ne? Mit Anfang, Mitte, Schluss, Dramaturgie. Das ist super.
Franziska Konitzer Ich geb mir Mühe. Ich geb mir auch Mühe, dass es hoffentlich verständlich ist und wahr, auch ohne Teil 1 gehört zu haben oder zu kennen. Und obwohl ich so Begriffe wie primordiale Nukleosynthese verwende, die wirklich sehr viele Buchstaben haben. Aber ja. I try.
Karl Urban Ja, auf jeden Fall. Und du hast über den Anfang geredet, ohne groß über das Quark-Gloren-Plasma zu reden. Also wenn du dann irgendwie noch 50 Jahre Teilchenphysik irgendwie da reinnimmst, dann wird es auch wirklich unübersichtlich. Ich finde dieses kleine Häppchen sehr, sehr gut. Und vor allem auch so, wo das herkommt irgendwie.
Karl Urban Also wie das irgendwie anfängt. Also ja, so in kleinen Schritten halt. Wie Wissenschaft funktioniert. Das ist super. Das macht man sich selten klar.
Franziska Konitzer Nein, es ist sicherlich eher ein gutes Stück Wissenschaftsgeschichte jetzt hier so dabei, aber das ist auch was, was ich persönlich…, Umso interessanter finde ich, je älter ich werde, wie wir eigentlich das wissen, was wir wissen. Oder wie können wir es wissen oder wie kam es. Weil eben sich dann auch zeigt, es ist nicht linear, es ist nicht so einfach und es ist ganz oft nicht so schwarz-weiß.
Franziska Konitzer Na, wie ich auch zum Ende gesagt habe, das war jetzt 1948 und na klar, titelt dann vielleicht die Zeitung World Began in Five Minutes, aber in der Wissenschaft war diese Debatte noch lange nicht beendet.
Karl Urban Eigentlich hat sie begonnen, ja.
Franziska Konitzer Ja, weil es eben auch gute Argumente für was anderes gab. Und es ist ja auch da viele Ungereimtheiten. Ich meine, auch damals hat man sich schon gedacht, das kommt aber überhaupt nicht hin mit den schweren Elementen. Wo kommen denn dann die her, wenn ich nach dem Uhrknall? Und dann kam die Erkenntnis.
Franziska Konitzer Und das finde ich irgendwie spannend.
Karl Urban Dass so eine Neuerkenntnis dann auch zu Tage erst fördert, wo wirklich noch Lücken sind, die man mit den bestehenden Modellen halt nicht erklären kann und wo man erst mal genauer hingucken muss und das auseinanderdröseln. Ich finde auch dieses Wort entwickeln ganz schön da in dem Zusammenhang, weil man irgendwie sowas, man wickelt sowas aus und da kommt irgendwas zum Vorschein.
Karl Urban Aber manchmal hast du auch Knäuel und keine Ahnung. Muss das Bild nicht überspannen, aber es gefällt mir.
Franziska Konitzer Außerdem wollte ich dir von Ralph Alfa erzählen, weil der ist, wirklich entscheidend gewesen für diese ganzen Urknallmodelle.
Karl Urban Ja, und er ist wirklich nicht so bekannt. Der ist nicht so bekannt.
Franziska Konitzer George Gamow vielleicht eher so ein bisschen was für Stoizialisten, aber halt schon bekannt. Hans Beete, wie gesagt, Nobelpreisträger, hurra.
Karl Urban Es gibt ja auch den Beete-Weizsäcker-Zyklus in den Sternen. Genau, genau.
Franziska Konitzer Das ist ja auch so 30er Jahre. Das sind alles diese Giganten und auch die ganzen Und auch andere Forscher, die man mit dem Urknall in Verbindung bringt. Ich meine, Hubble, ne? Obwohl der ja selber seinen Lebtag eigentlich davon überhaupt nicht begeistert war. Oder Einstein oder sowas, aber Ralph Alpher?
Franziska Konitzer Hat man eigentlich eher nicht, aber tatsächlich wurde er einfach überstrahlt.
Karl Urban Dafür machen wir diesen Podcast. Sehr gut. Franzi, hast du denn Fragen für mich?
Franziska Konitzer Ich habe Fragen für dich, ja.
Karl Urban Du hast Fragen. Gut, dann machen wir doch noch ein kleines Quiz.
Franziska Konitzer Ich habe mir die gestern Abend noch schnell überlegt. Ich hoffe, die sind nicht zu gemein.
Karl Urban Na, die Hauptsache ist, du hast sie dir überlegt. Ich bin bereit.
Franziska Konitzer Ich verstehe sie gerade selber nicht mehr, aber gut. Frage 1. Welche zwei chemischen Elemente sind hauptsächlich kurz nach dem Urknall entstanden?
Karl Urban Wasserstoff und Helium.
Franziska Konitzer Richtig. Wobei man beim Wasserstoff, wenn man es ganz genau will, sagen kann, dass er ausschließlich beim Urknall entstanden ist. Also die Kerne. Frage Nummer zwei. Wie können wir heute noch überprüfen oder sehen, dass dieser Prozess der primordialen Nukleosynthese wirklich stattgefunden hat?
Karl Urban Wir können uns zum Beispiel die Verteilung von Wasserstoff und Helium im Universum anschauen, was wir beobachten und das dann abgleichen mit diesen Berechnungen, die der Ralph Alpher gemacht hat.
Franziska Konitzer Richtig. Frage Nummer drei. Wann und wo sind die massereicheren Elemente entstanden, zum Beispiel Kohlenstoff oder Sauerstoff?
Karl Urban In den Kernfusionsprozessen in den Sternen hauptsächlich. Ja.
Franziska Konitzer Frage Nummer 4, der Vorausblick. Die Expansion des Universums ist ein Hinweis darauf, dass der Urknall stattgefunden hat. Die primordiale Nukleosynthese die zweite. Und weißt du, was der dritte Hinweis ist?
Karl Urban Sag nochmal, dass der Urknall überhaupt stattgefunden hat.
Franziska Konitzer Drei Indizien, drei Beobachtungen gibt es dafür. Expansion des Universums, primordiale Nukleosynthese und? Und?
Karl Urban Ist das was, was du heute erwähnt hast? Oder was anderes?
Franziska Konitzer Du hast es heute erwähnt.
Karl Urban Das ist nicht der Mikrowellenhintergrund. Oder? Ne. Warte.
Franziska Konitzer Timeout. Tatsächlich ist es der Mikrowellenhintergrund, aber du kriegst trotzdem ein Timeout. Ich finde das super lustig, dass du es immer gesagt hast. Nein, aber trotzdem sehr gut gemacht.
Karl Urban Das war's, oder?
Franziska Konitzer Das war's. Du hast es geschafft. Sehr gut gemacht. Und dann das nächste Mal die Geschichte vom kosmischen Mikrowellenhintergrund. Ich finde das nur sehr lustig, weil ich habe mir echt Mühe gegeben, natürlich nichts vom kosmischen Mikrowellenhintergrund zu erzählen. Und irgendwann merkst du, irgendwann hast du es einfach zwischendurch gesagt. Und ich so, okay.
Karl Urban Ja, aber dann, damit war es aus meinem Kopf. Wenn ich was gesagt habe, dann ist es weg.
Franziska Konitzer Dann ist es weg. Kipplaster. Kipplaster. So, sind noch offene Fragen deinerseits.
Karl Urban Nö, die klären wir dann alle beim nächsten Mal, wenn du die dritte Folge gemacht hast, würde ich sagen. Wann auch immer du die machst.
Franziska Konitzer Als nächstes. Da kann ich, da brauche ich weder auf die Folter zu spannen, noch wenn...
Karl Urban Wir wollen jetzt auch wissen, wie das weitergeht mit dem Urknall. Auf jeden Fall.
Franziska Konitzer Ja eben, damit wir das jetzt endlich abschließend geklärt haben. Genau.
Karl Urban Dann haben wir es.
Franziska Konitzer Dann haben wir es.
Karl Urban Dann war sie das, die 98. Ausgabe von Astrogeo. Wir danken allen, die unsere Arbeit unterstützen. Das sind die regelmäßigen AbonnentInnen der Riff Reporter. Und die Riff Reporter sind eine Genossenschaft von über 100 freien und unabhängigen JournalistInnen und Journalisten, die zu vielen relevanten Themen arbeiten.
Karl Urban Alles frei von Werbung und von bösen Trackern.
Franziska Konitzer Und dort bei den Riff Reportern könnt ihr auch den Weltraum Report bestellen. Das ist unser Newsletter, in dem wir euch über neue Folgen von Astrogeo und über andere Astro-Texte informieren. Und der kostet nichts.
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Karl Urban Und zuletzt danken wir euch fürs Zuhören. Wir sagen Tschüss, Ad Astra und Glück auf. Bis zum nächsten Mal.
Franziska Konitzer Dann haben wir es.
Karl Urban Für heute.
Franziska Konitzer Jo. Dann.
Karl Urban Achso, warte mal, muss ich abmoderieren?
Franziska Konitzer Ja, du musst abmoderieren. Ich war an der falschen Stelle.
Karl Urban Nee, 98. 98, genau.