Entstehung des Sonnensystems - Von der kosmischen Wolke zur Wiege des Lebens, Die ersten 4,6 Milliarden Jahre

0:00 Willkommen zu einer neuen Folge von Schlafreise durch das Universum, deinem Podcast zum Entspannen, Loslassen und lernen. Kennst du schon unsere anderen Schlafreisereien wie Schlafreise durch vergessene Welten? Wenn nicht, dann schaue gerne in deinem Podcast Player nach. Heute nehmen wir dich mit auf eine unglaubliche Zeitreise.

0:24 Eine Reise in die Vergangenheit zurück zu den Anfängen unseres Sonnensystems. Wir werden Zeuge einer kosmischen Geburt, einer Entstehungsgeschichte, die sich über Millionen von Jahren abspielte und die letztendlich zur Bildung unserer Welt führte. Um uns herum ist tiefe Dunkelheit nicht die Dunkelheit des leeren Weltalls, sondern die Dunkelheit einer riesigen Wolke. Diese Wolke ist eine sogenannte Molekülwolke, eine Masse aus Gas und Staub, die sich erstreckt über Hunderte von Lichtjahren. Sie ist die Wiege von Sternen.

1:04 In dieser Wolke ist die Dichte größer als im leeren Weltall, aber immer noch unvorstellbar niedrig, dünner als das beste Vakuum, das wir auf der Erde erzeugen können. Die Temperatur in dieser Wolke liegt bei etwa -260 Grad Celsius fast am absoluten Nullpunkt. Die Wolke besteht aus Wasserstoff und Helium, den häufigsten Elementen im Universum, vermischt mit Staub, winzigen Körnern aus schweren Elementen wie Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Silizium. Diese schweren Elemente stammen aus früheren Sternen, die vor Milliarden von Jahren.

1:45 In Supernova Explosionen endeten das Material, das uns umgibt, ist kosmischer Staub, Sternenstaub. Es ist das Material aus ausgestorbenen Sternen, das nun neue Sternsysteme gebären wird. Die Struktur dieser Wolke ist nicht gleichförmig, es gibt dichtere Regionen und weniger dichte Regionen, die dichtesten Bereiche sind etwa hundertmal dichter als der Durchschnitt. Aber immer noch unglaublich dünn nach irdischen Maßstäben. Diese Heterogenität ist entscheidend, denn sie wird die Keimzelle für alles sein, was folgt, während wir in dieser Dunkelheit verweilen, spüren wir die Gravitation, die massive, unbarmherzige Kraft, die alles anzieht, irgendwo in dieser Wolke geschieht etwas, eine

2:38 Störung. Vielleicht wurde die Wolke durch eine nahe Supernova Explosion erschüttert, vielleicht kollidierte sie mit einer anderen Wolke, vielleicht verursachte eine Druckwelle von einer massiven Sternbildungsregion die Perturbation, was auch immer die Ursache war, eine Schockwelle durchfährt die Wolke, ein Teil von ihr beginnt zu kollabieren. Die Gravitation überwindet den Gasdruck, der normalerweise eine Wolke stabil hält, und zieht die Materie zusammen. Es ist nicht abrupt, es ist langsam, aber unausweichlich, eine Region der Wolke beginnt sich unter ihrer eigenen Gravitation zusammenzuziehen, während dieses Kollapses setzt ein beeindruckendes Phänomen ein, die kollabierende Wolke beginnt zu rotieren.

3:32 Dies ist keine neue Rotation, sie war bereits vorhanden. Aber während die Wolke kollabiert wie ein Eistänzer, der seine Arme anzieht und sich schneller dreht, beschleunigt sich die Rotation. Dies ist das Ergebnis der Drehimpulserhaltung, ein fundamentales Prinzip der Physik, der Drehimpuls muss erhalten bleiben, die.

3:57 Die rotierende Wolke wird zu einer rotierenden Scheibe, einer sogenannten protoplanetaren Scheibe. In dieser Scheibe wird alles flach, wird zu einer rotierenden Struktur, die wie eine Pizza aussieht. Im Zentrum dieser Pizza verdichtet sich die Materie immer mehr, die Atome kollidieren heftiger und heftiger, die Temperatur steigt kontinuierlich an.

4:23 Nach etwa 100000 Jahren erreicht das Zentrum eine Temperatur von etwa 10000000 Grad Celsius. Die Temperatur wächst exponentiell bei dieser unvorstellbaren Hitze stoßen Atome nicht mehr nur aneinander, sie verschmelzen, die Kernfusion beginnt, Wasserstoffatome verschmelzen zu Helium, die. Dies ist eine thermonukleare Reaktion, die die unglaubliche Menge Energie freisetzt, die wir als Sonnenlicht sehen.

4:56 Ein Stern ist geboren, unser Stern, die Sonne, sie wird nun stabil brennen für die nächsten, etwa 10 Milliarden Jahre, sie ist gerade 4,6 Milliarden Jahre alt. Aber während die Sonne geboren wird, geschieht etwas Faszinierendes in der umgebenden Scheibe. In dieser protoplanetaren Scheibe entstehen die Planeten wie das ist eine Frage, die Astronomen lange beschäftigt hat. Die Antwort liegt in der Akkumulation der Ansammlung winziger Körper zu größeren, es ist ein Prozess voller Zufälle und Notwendigkeiten, von Chaos und Ordnung. In den frühen Stadien der protoplanetaren Scheibe sind winzige Staubkörnchen so groß wie Reiskörner. Sie bestehen aus Silikaten, Eisenoxiden und anderen mineralischen Verbindungen, sie

5:55 kollidieren sanft miteinander, sanft im kosmischen Sinne, aber für diese winzigen Körner sind es bemerkenswerte Ereignisse. Sie kleben zusammen durch elektrostatische Kräfte und durch die Kraft der Gravitation, obwohl letztere auf dieser Skala noch minimal ist. Über die Zeit hinweg. Wir sprechen von Millionen von Jahren, wachsen diese Körner zu zentimetergroßen Objekten heran, dann zu dezimetergroßen Objekten, dann zu metergroßen Objekten, diese nennt man Planetesimale. Ein typischer Planetesimal könnte ein paar Kilometer im Durchmesser betragen.

6:35 Sie sind klein, nach planetarischen Maßstäben aber riesig, verglichen mit den Staubkörnern, aus denen sie entstanden. Dies ist einkritischer.in der Planetenbildung, die Planetesimale sind groß genug, dass die Gravitation zwischen ihnen beginnt, eine Rolle zu spielen, sie ziehen sich gegenseitig an, schwach, aber merklich. Kollisionen werden energetischer, wenn 2 Planetesimale kollidieren, verkleben sie nicht mehr einfach zusammen wie staubige Schneebälle die Energie der Kollision ist signifikant und es entstehen Krater, es entstehen Trümmer, aber oft bleibt genug zusammen, dass ein größerer Körper erhalten bleibt.

7:21 Über eine weitere 1000000 oder 2000000 Jahre entstehen aus diesen Planetesimalen größere Körper, sogenannte Protoplaneten oder Embryonen. Diese sind Hunderte bis tausende von Kilometern im Durchmesser mondähnliche Objekte entstehen überall in der protoplanetaren Scheibe. Während wir diese Prozesse beobachten, stellen wir fest, dass die Scheibe nicht überall gleich ist.

7:52 Es gibt einen Temperaturgradienten in der Nähe der Sonne ist es heiß, sehr heiß. Die Temperatur könnte durchaus mehrere 100 Grad Celsius betragen, nur Materialien mit hohen Schmelzpunkten können hier in fester Form existieren, Felsen wie silikate, Metalle wie Eisen und Nickel. Flüchtige Stoffe wie Wasser und Methan verdampfen und entweichen.

8:19 Dies ist die sogenannte Schneelinie oder Frostlinie, ein kritisches Konzept in der Planetenbildung, weiter entfernt von der Sonne, jenseits etwa 5 astronomischen Einheiten. Eine astronomische Einheit ist der Abstand, Erde, Sonne, etwa 150000000 Kilometer ist es kalt. Kalt genug, dass hier flüchtige Materialien wie Wasser, Methan und Ammoniak in festem Zustand existieren. Dies hat profunde Auswirkungen auf die Art der Planeten, die sich bilden in der inneren Scheibe, nah bei der Sonne entstehen die terrestrischen Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars, dies sind Planeten aus Felsen und Metall, relativ klein und dicht.

9:10 Merkur hat etwa 0,055 Erdmassen, Venus etwa 0,815 Erdmassen die Erde eine Erdmasse und Mars etwa 0,11 Erdmassen. Ihre Entstehung dauerte etwa 5 bis 10000000 Jahre, eine bemerkenswert kurze Zeit in kosmischen Maßstäben in dieser Phase herrschte Chaos. Protoplaneten kollidieren miteinander, manche verschmelzen werden größer, manche werden aus ihren Umlaufbahnen geschleudert, kollidieren mit anderen Körpern oder werden in die Sonne geworfen.

9:49 Die innere Scheibe wird zu einem Schlachtfeld kosmischer Proportionen, und doch aus diesem Chaos, aus dieser destruktiven Symphonie, entstehen 4 überlebende Planeten, eine stabile. Funktionierende innere Planetengruppe Deal besonders interessant ist die Bildungsgeschichte unserer Erde. Die Erde entstand aus der Verschmelzung vieler Protoplaneten, vielleicht Hunderte von ihnen, jeder einzelne war groß genug, um sein eigenes Gravitationsfeld zu haben, jede Kollision war gewaltig, jede Kollision setzte enorme Mengen Energie frei, in Form von Wärme, die. Die innere Erde wurde durch diese Kollisionen aufgeheizt. Nach etwa 10 bis 25000000 Jahren hatte sich die Erde zu ungefähr ihrer heutigen Größe

10:45 zusammengefügt, aber sie war nicht der Ort, den wir kennen, sie war eine Hölle, eine Welt aus glühendem Magma. Die Oberflächentemperatur lag bei etwa 1000 grad Grad Celsius, heiß genug, um jeden bekannten Stein zu schmelzen. Es gab keine Atmosphäre wie heute, statt desessen eine dünne, giftige Atmosphäre aus Wasserstoff und Helium, die von der Sonne weggeblasen wurde, aber eine der katastrophalsten Kollisionen stand noch bevor, eine Kollision so bedeutend.

11:24 Dass sie die Geschichte der Erde umschrieb, als die Erde etwa 50 bis 100000000 Jahre alt war, noch sehr jung in kosmischen Maßstäben Kollierte, mit ihr ein marsgroßes Objekt. Dieses Objekt wird heute Theia genannt, benannt nach der griechischen Titanin. Dies war die sogenannte Riesenkollision oder Big wag. Die Kollision war unvorstellbar heftig, die. Die Geschwindigkeit der Kollision betrug möglicherweise etwa 4 Kilometer pro Sekunde.

12:00 Die Energie dieser Kollision war gleichbedeutend mit der Energie von Millionen von kernwaffenexplosionen Teile von tejas Kern vermischten sich mit tejas Mantel und mit der Erde, der größte Teil von tejas Material wurde absorbiert, aber ein großer Teil des Materials wurde in den Orbit geschleudert, Trümmer. Glühend heiß rotierend um die Erde. Aus diesem Trümmergürtel bildete sich über die nächsten paar 100 Jahren etwas Erstaunliches.

12:34 Etwas, das wir täglich sehen und das seit Millionen von Jahren die Nacht erhält. Der Mond, unser Mond, Es ist eine wunderbare, fast unvorstellbare Geschichte, der Mond ist nicht alt wie die Erde im klassischen Sinne. Der Mond wurde von der Erde geboren. Durch diese schrecklich schöne Katastrophe.

12:57 Der Mond ist etwa 45000000 Jahre jünger als die Erde. Diese Kollisionshypothese erklärt so vieles, die Größe des Mondes im Verhältnis zur Erde, seine Zusammensetzung, seine Umlaufbahn, sogar die Neigung der Erdachse. Der Mond ist nicht nur ein Stein am Himmel. Der Mond ist ein Artefakt dieser kolossalen Kollision.

13:24 Nach der Riesenkollision war die Erde noch heißer, noch chaotischer, die Oberflächentemperatur könnte noch höher gewesen sein als vor der Kollision, aber allmählich über die nächsten 100000000 Jahre begann sie abzukühlen, die Abkühlung geschah durch Strahlung, die glühende Erde strahlte Wärme direkt ins All. Eine feste Kruste bildete sich.

13:50 Es war nicht der Prozess, den wir heute sehen, bei dem eine Kruste über hunderte Millionen Jahre allmählich erstarrt. Dies war schneller, die äußersten Schichten erstarrten in geologischen Begriffen rasch. Aber darunter blieb das Material flüssig. Ein glühender Mantel voller konvektiver Strömungen, Wasser, das in die Erde während der Planetenbildung durch Meteoriten und Kometen gebracht worden war, existierte in dieser frühen Phase nicht an der Oberfläche, es war zu heiß, aber während die Erde abkühlte, begann etwas Wundersames. Wasser, das gebunden war in hydratisierten Mineralien in der Erdkruste, wurde freigesetzt, Wasser aus dem Weltall, das auf die Erde in Form von Kometen und wasserhaltigen Meteoriten fiel, brachte mehr Wasser, während die

14:45 Temperatur sank, begann Wasser aus der Atmosphäre herauszufallen, regen, kosmischer Regen fiel auf die Erde, dies war nicht wie der sanfte Regen, den wir heute kennen. Dies waren möglicherweise die heftigsten Niederschläge, die jemals auf der Erde fielen. Es wird geschätzt, dass es für tausende oder sogar 10 Tausende von Jahren ununterbrochen regnete, die Menge des Wassers war kolossale, Wasser sammelte sich in den Depressionen der sich abkühlenden Oberfläche, es bildeten sich die ersten Ozeane, sie waren möglicherweise Salziger als die heutigen Ozeane, gefüllt mit Mineralien aus der Erdkruste.

15:28 Aber sie waren Ozeane, flüssiges Wasser, das Leben beherbergen konnte. Die erste Atmosphäre entstand Dal nicht aus Sauerstoff wie heute, sondern dann aus Kohlendioxid, Stickstoff, Methan und anderen Gasen. Dies war eine reduzierende Atmosphäre, eine Atmosphäre voller Gasen, die mit Sauerstoff reagieren können.

15:55 Ammoniakgas war möglicherweise vorhanden. Schwefelwasserstoffgas war möglicherweise vorhanden, die Atmosphäre roch möglicherweise nach verfaulten Eiern, dies war eine giftige Atmosphäre für jedes Leben, das wir heute kennen, während dies auf der inneren Scheibe vor sich ging, geschah jenseits der Schneelinie etwas anderes, etwas Dramatisches, die Protoplaneten dort.

16:24 Die späteren Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun hatten Zugang zu viel mehr Material als die inneren Planeten. Sie hatten nicht nur Zugang zu Felsen und Metallen, sondern auch zu Eis und gefrorenen Gasen, Wasser war reichlich vorhanden. Metheneis war reichlich vorhanden. Ammoniakeis war reichlich vorhanden, diese Protoplaneten konnten größer wachsen, sie wuchsen schneller, die Protoplaneten dort, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun wuchsen zu riesigen Körpern heran, Jupiter erreichte eine Größe von etwa 10 Erdmassen.

17:08 Als Jupiter diese kritische Größe erreichte, etwa 10 Erdmassen, begann etwas Kritisches, fast Magisches zu geschehen. Der planetare Kern wurde so schwer, dass er gravitativ große Mengen Gas aus der protoplanetaren Scheibe anziehen konnte, Wasserstoff und Helium strömten zu Jupiter hin, nicht langsam, sondern in einem relativ rasanten Prozess. Innerhalb weniger Millionen Jahre möglicherweise nur ein bis 2000000 Jahre, verwandelte sich Jupiter von einem felsigen Körper mit einer Masse von etwa 10 Erdmassen zu einem Gasriesen mit einer Masse von etwa 318 Erdmassen. Saturn durchlief einen ähnlichen Prozess, wurde aber nicht ganz so massiv wie Jupiter.

18:01 Mit einer Masse von etwa 95 Erdmassen wurde Saturn zu einem bedeutenden Gasriesen. Uranus und Neptun wuchsen auch, aber sie waren langsamer, ihre Kerne bildeten sich später oder es gab weniger Gas verfügbar, als sie ihre kritische Größe erreichten. Sie werden heute als Eismassen oder Supererden bezeichnet, obwohl sie immer noch etwa 14 bis 17 Erdmassen wiegen. Dies sind immer noch gigantische Welten im Vergleich zu unseren terrestrischen Planeten.

18:36 Die Entstehung der Gasriesen hatte enorme Auswirkungen auf die inneren Planeten, dramatische, unverhältnismäßig große Auswirkungen. Es war wie eine kosmische Umstrukturierung. Während Jupiter und Saturn wuchsen, Migrierte Jupiter zum inneren Sonnensystem eine Hypothese, die Astronomen Grand Tuck oder Great Tuck nennen.

19:01 Der Name bezieht sich auf ein nautisches Manöver, ein Tuck ist eine Wendung, Jupiter kam so nah wie etwa 1,5 astronomische Einheiten zur Sonne. Näher als Mars heutige Umlaufbahn von etwa 1,5 astronomische Einheiten. Dies führte zu chaotischen Wechselwirkungen, planetesimale und kleine Protoplaneten wurden aus ihren Bahnen geworfen, einige wurden in die Sonne geworfen, andere wurden aus dem Sonnensystem hinausgeworfen ins unendliche Weltall.

19:37 Der Asteroidengürtel wurde entvölkert aus Millionen von Planetesimalen wurden nur einige 1000 übrig. Viele Körper wurden aber in die inneren Planeten geschleudert und bombardierten sie schwer. Dies war das sogenannte große Bombardement, eine Zeit intensiver Asteroiden und Kometeneinschläge, die etwa 4,6 bis 3,8 Milliarden Jahre dauerte. Es war eine Zeit der Hölle für die inneren Planeten. Während dieses Bombardements wurde die Erde weiterhin durch kosmische Projektile getroffen.

20:18 Diese Einschläge hielten die Oberflächentemperatur hoch, die Oberfläche war möglicherweise wieder geschmolzen und erstarrte wiederholt die Kontinente, die gerade zu erstarren begonnen hatten, wurden durch Einschläge zerstört und doch. Zugleich brachten diese Meteoriten Material mit sich. Organische Verbindungen kamen mit ihnen, Kohlenwasserstoffe, Aminosäuren, vielleicht sogar RNA.

20:48 Ähnliche Moleküle Wasser kam mit ihnen, Eisen kam mit ihnen, Elemente, die das Leben benötigte, wurden durch diesen kosmischen Bombardement auf die Erde gebracht. Nach etwa 500000000 bis einer Milliarde Jahren begannen sich die Einschläge zu verlangsamen. Die großen Asteroiden waren aufgebraucht, viele waren entweder eingeschlagen, in den Raum geworfen oder in andere Bahnen gelenkt worden.

21:19 Das Bombardement ließ nach, die Erde war endlich ein stabiler Planet, nicht sicher, nicht ruhig nach modernen Maßstäben, aber stabil genug für das, was kommen würde. Etwa eine Milliarde Jahre nach der Bildung der Sonne vor etwa 3,6 Milliarden Jahren begannen die ersten Lebensformen auf der Erde zu erscheinen. Mikroben, einzellige Organismen pro Karioten dies waren keine komplexen Lebensformen, waren keine Dinosaurier, keine Fische, keine Pflanzen, dies waren die einfachsten möglichen Lebensformen, aber sie waren lebendig. Sie konnten sich replizieren, sie konnten die Umgebung manipulieren, auf irgendwelche Art, möglicherweise durch hydrothermale Quellen auf dem Meeresboden, wo heiße Mineralwasser aus der Erde

22:16 strömte und chemische Gradienten schuf, möglicherweise in Gezeitenpools. Wo konzentrierte Chemikalien Verdunsteten und sich Ansammelten, möglicherweise durch die Energie der UV Strahlung, die das frühe Leben ohne Atmosphäre zu bombardieren begann, entstanden aus einfachen chemischen Verbindungen die ersten sich selbst replizierenden Moleküle. Rna vermutlich oder etwas ähnliches. Und aus diesen bescheidenen Anfängen entstand alles leben auf der Erde.

22:49 Alle 8,7 Millionen Arten von Bakterien bis zu blauwalen stammen von diesen einfachen Anfängen ab, Schritt für Schritt über die nächsten Milliarden Jahre entwickelte sich das Leben, Prokaryoten herrschten auf der Erde für etwa 2 Milliarden Jahre, sie Verändereten den Planeten grundlegend. Einige dieser pro Karioten entwickelten die Photosynthese, die Fähigkeit, Sonnenlicht in chemische Energie umzuwandeln. Sie begannen, Sauerstoff freizusetzen als Abfallprodukt der Sauerstoff häufte sich in der Atmosphäre an die sogenannte große Oxidation vor etwa 2,4 Milliarden Jahren. Dies war eine Katastrophe für die pro Karioten, die in einer sauerstofffreien Welt entstanden waren. Die meisten starben, aber einige

23:44 passten sich an die Sauerstoffatmosphäre ermöglichte eine neue Form des Lebens, Organismen, die den Sauerstoff nutzen konnten, um Energie effizienter zu gewinnen. Eukaryoten entstanden Zellen mit Kernen vor etwa 1,5 bis 2 Milliarden Jahren. Das war eine Revolution, Eukaryoten waren komplexer, sie waren größer, ihre Struktur war vielfältiger, sie könnten andere Zellen aufnehmen und diese zu Organellen konvertieren, ein Prozess, der Endosymbiosyse genannt wird, die. Mitochondrien entstanden auf diese Weise. Chloroplasten entstanden mehrzellige Organismen entstanden vor etwa einer Milliarde Jahren, möglicherweise früher Pflanzen entstanden Tiere, entstanden einfache Meerestiere, Schwämme, Korallen,

24:39 Würmer besiedelten die Ozeane vor etwa 700000000 Jahren, Dinosaurier herrschten für etwa 160000000 Jahre. Vor etwa 230 bis 65000000 Jahren. Menschen erschienen nur vor etwa 2 bis 3000000 Jahren. Homo sapiens moderne Menschen existieren seit etwa 300000 Jahren, du bist das Universum, das sich selbst erforscht und du bist auch Teil der Zukunft dieser Erde.

25:12 Die Entscheidungen, die du heute triffst, die Welt, die du morgen schaffst. Die Erde, die du kommenden Generationen hinterlässt. All dies liegt in deiner Hand. Danke, dass du mit mir auf dieser Schlafreise gewesen bist, einer Reise von der protoplanetaren Scheibe zu heute, einer Reise durch 4,6 Milliarden Jahre.

25:38 Ich wünsche dir süße Träume und bis zur nächsten Reise durchs Universum.