Wir sind alle Sternenstaub!
Wenn du diesen Artikel gelesen hast, wirst du mehr von Physik verstehen als viele Erwachsene.
Diese Überschrift klingt komisch, oder? Aber sie ist wahr! Du und alle anderen Menschen, Tiere,
Pflanzen, Steine, Smartphones, Autos – überhaupt ALLES, was auf unserer Erde existiert, besteht zu großen Teilen aus Elementen, die in Sternen entstanden sind!
Warum das so ist, erfährst du in diesem Artikel. Wenn du ihn gelesen hast, wirst du mehr von moderner Physik verstehen als viele Erwachsene!
Woraus besteht die Welt?
Jede Art von Materie setzt sich aus winzigen Atomen zusammen. Jedes Atom hat einen noch viel kleineren Kern, der aus sogenannten Protonen und Neutronen besteht. Der Kern macht fast die gesamte Masse eines Atoms aus, also wie schwer es ist.
Um ihn herum befinden sich Elektronen, die noch viel winziger sind als die Protonen und Neutronen im Atomkern.
Die Elemente
Die Anzahl der Protonen im Atomkern bestimmt, um welches Element es sich handelt. Ein Atom des Elements Sauerstoff hat zum Beispiel immer genau 8 Protonen im Kern. Ein Atom des Elements Eisen hat 26 Protonen im Kern – es ist also viel schwerer. Das leichteste Element ist Wasserstoff. Es hat nur ein einziges Proton – weniger geht nicht.
118 Elemente sind bekannt. 94 kommen in der Natur vor. Das schwerste davon ist Plutonium (94 Protonen). Die 24 noch schwereren Elemente können künstlich erzeugt werden.
Atome können sich mit anderen Atomen desselben Elements oder anderer Elemente verbinden – so eine Verbindung nennt man Molekül. Zum Beispiel entsteht ein Molekül Wasser, wenn sich ein Sauerstoffatom mit zwei Wasserstoffatomen verbindet.
Arbeitsauftrag
Das Periodensystem ist eine Tabelle mit allen 118 chemischen Elementen.
Lies die Grafik und beantwortende folgende Fragen:
- Welche Ordnungszahl hat das Element mit dem Symbol C?
- Welche Elemente sind Gelb gekennzeichnet?
- Wie heißt das Element mit dem Symbol H?
Was haben Sterne damit zu tun?
Laut moderner Physik ist das Universum beim Urknall (englisch: Big Bang) entstanden – aus einem unvorstellbar kleinen Punkt. Allerdings hat der Urknall nur die leichtesten Elemente hervorgebracht: nämlich Wasserstoff (mit 1 Proton), Helium (mit 2 Protonen) und ganz wenig Lithium (mit 3 Protonen). Alle schwereren Atome sind erst durch Sterne entstanden! Dazu gehört der Kohlenstoff (mit 6 Protonen), der in den Molekülen deines Körpers eine ganz wichtige Rolle spielt.
Wissenschaftler:innen gehen davon aus, dass unser Universum vor rund 13,8 Milliarden Jahren bei einem großen Knall entstanden ist. Damals befand sich unser ganzes Universum in einer winzig kleinen Blase, die schließlich explodierte. Das war der Urknall.
Sterne erzeugen Elemente!
Wie machen sie das? In Sternen werden leichte Atome in schwerere Atome umgewandelt. Dabei wird Energie frei. Deshalb leuchten Sterne und deshalb ist unser Heimatstern – die Sonne – so hell und heiß! In unserer Sonne wird nämlich Wasserstoff zu Helium umgewandelt. Je nachdem, wie groß und schwer ein Stern ist, kann er verschiedene Elemente „ausbrüten“. Das geht aber höchstens bis Eisen (26 Protonen).
Alle Elemente, die schwerer sind als Eisen (wie Silber und Gold), entstehen durch gewaltige Ereignisse im Kosmos: wenn sehr große Sterne am Ende ihres Lebens explodieren. Oder wenn Sternenreste zusammenstoßen. Dabei wird unvorstellbar viel Energie freigesetzt und die verschiedenen Elemente werden ins All geschleudert. Daraus formen sich dann Planeten wie unsere Erde – und alles, was unser Planet hervorgebracht hat, wie Pflanzen, Tiere und Menschen.
Deshalb bestehen wir also wirklich aus Sternenstaub! Faszinierend, oder?