Unglaubliches aus der Welt des ganz Großen und des ganz Kleinen

„Da stellen ma uns mal janz dumm, dat fällt uns ja nich schwer.“ Diese Worte aus dem berühmten Film „Die Feuerzangenbowle“ mit Heinz Rühmann spricht ein Lehrer zu seinen Schülern im Physikunterricht. Aber auch wenn wir versuchen uns schlau anzustellen, was vielen Homo sapiens, mich eingeschlossen, schwerfällt, dann ist es alles andere als leicht manche Dinge zu verstehen oder sie überhaupt zu begreifen. Und es gibt tatsächlich Manches, das wir gedanklich nun wirklich nicht erfassen können, ist das menschliche Gehirn doch dazu nicht geeignet, ist viel zu klein. Doch auch wenn wir die zigfache Hirnkapazität haben könnten, würde uns das oft nicht weiterhelfen.

Doch um was geht es hier nun eigentlich? Dabei geht es um die Dimensionen, die größer oder kleiner nicht sein könnten. Alles was unser Gehirn aufnehmen kann, vergleicht und misst es an den Gegebenheiten unserer Umwelt, in der wir leben, die zwischen dem Makrokosmos und dem Mikrokosmos liegt. Denken wir aber größer oder kleiner, dann werden diese irdischen Maßstäbe nichts nützen. Denn wir verlassen unsere Erde, begeben uns gedanklich in den Weltraum hinaus oder entgegengesetzt in den Bereich der Nanoteilchen. In beiden spielen sich Dinge ab, die unglaublich sind.

Gleich beim ersten Beispiel müssen wir kapitulieren. Versuche sich mal ein jeder die Unendlichkeit vorzustellen, die es im Makrokosmos gibt oder auch nicht gibt. Egal ob in Zeit oder Raum, obwohl nach Einstein beides untrennbar zusammengehört und miteinander verflochten ist, beeinflussen sie sich doch gegenseitig. So sehr wir unsere grauen Gehirnzellen auch aktivieren. Bei diesem Gedankenexperiment wird jeder scheitern. Die Unendlichkeit ist nicht vorstellbar. Selbst die Größe unseres Universums, das „vielleicht“ nur einen winzigen Punkt der wirklichen Welt ausmacht, können wir gedanklich nicht annähernd erfassen. In einer einzigen Sekunde legt das Licht die Strecke von immerhin 300.000 Kilometern zurück. Das ist nicht ganz die Entfernung wie bis zum Mond, ist aber ziemlich schnell und weit. Von der Sonne bis zu uns braucht es rund sieben Minuten. Bis zu unserem Nachbarstern Proxima Centauri über vier Jahre. Schon da ahnen wir die Dimensionen der großen Welt, in der wir existieren. Unsere Galaxie, die Milchstraße, nur die man vor 100 Jahren kannte, hat einen Durchmesser von etwa 100.000 Lichtjahren. Unsere Nachbarsterneninsel, die Andromeda-Galaxie ist 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt. Aber es gibt nicht nur diese beiden, sondern geschätzt nach heutigem Wissensstand etwa eine Billion davon. Wow! Das ist enorm. Und dabei machen diese Sterneninseln, die jeweils aus vielen, vielen Milliarden Sternen, noch mehr Planeten und noch viel mehr anderen Himmelskörpern bestehen, nur etwa fünf Prozent der Masse unseres Universums aus. Die restlichen 95 Prozent, die aus Dunkler Materie und Dunkler Energie bestehen, kann die Wissenschaft zwar berechnen. Was diese beiden Materien aber sind, das ist völlig unbekannt, können sie doch mit unseren Instrumenten nicht gesehen werden. Vielleicht wird die Wissenschaft das Rätsel irgendwann lösen, vielleicht aber auch nie. Und auch die über 13,7 Milliarden Lichtjahre, die das Licht vom Urknall bis zu uns zurückgelegt hat, können wir uns nicht im Entferntesten vorstellen. Multiplizieren wir diese 13,7 Milliarden mit neun Billionen Kilometern, die das Licht in einem Jahr zurücklegt, dann können wir die Größe des Weltalls mit irdischen Maßstäben ausdrücken. Begreifen können wir sie aber nicht.

Beim nächsten Beispiel wird es nun ganz kurios. Zeit und Raum sind für die meisten Menschen ein fester Faktor, sind unveränderlich. Bei näherer Betrachtung sieht das aber ganz anders aus. Mal läuft die Zeit nämlich schneller, mal langsamer. Mal ist der Raum weiter, mal komprimierter. Aber wie kann das sein? Das hat Albert Einstein herausgefunden, der die Allgemeine Relativitätstheorie entwickelt hat. Und dieser Gedankengang, der unser Weltbild vollkommen verändert hat, ist einmalig und ist vielleicht der bedeutendste, den ein Mensch je gehabt hat.

Stellen wir uns mal vor, wir würden in einem Zug mit Tempo 100 km/h unterwegs sein und in Fahrtrichtung mit 5 km/h durch die Abteile gehen. Dann hätten wir zwei Geschwindigkeiten die sich addieren. Einmal die des Zuges und zusätzlich die, mit der wir uns durch das Gehen fortbewegen. Das wären dann 105 km/h. Das scheint also klar zu sein.
Nun ist aber Folgendes: Das Licht hat, wie schon erwähnt, eine Geschwindigkeit von den bekannten 300.000 Kilometern pro Sekunde. Egal wo und wie diese Lichtgeschwindigkeit nun gemessen wird. Sie ist im luftleeren Raum immer gleich. Und etwas Schnelleres als das Licht gibt es nicht. Das widerspricht jedoch dem Zugbeispiel, so seltsam es auch sein mag.
Stellen wir uns nun mal vor, wir würden mit Fast-Lichtgeschwindigkeit in einem großen Raumschiff unterwegs sein. Lichtgeschwindigkeit selber funktioniert nicht, weil dann die Zeit stillstehen würde. Nichts könnte sich dann mehr bewegen, kein einziges Atom. Ein solches wäre dann wie in einem Eisblock eingefroren. Also nur Fast-Lichtgeschwindigkeit, z. B. 299.000 km/s. Und nun laufen wir in diesem Raumschiff in Flugrichtung mit einer Geschwindigkeit von 5.000 km/s – theoretisch. Das ergäbe dann nach irdischen Maßstäben ein Tempo von 304.000 km/s. In Wirklichkeit ist es aber anders, können wir doch nicht schneller als das Licht sein, könnten dann also höchstens die Lichtgeschwindigkeit von 300.000 km/s erreichen.
Und was folgerte Einstein nun aus diesem Dilemma? Müssen doch die überschüssigen 4.000 km/s irgendwo untergebracht werden. Wenn wir also die Geschwindigkeit nicht erhöhen können, dann muss sich logischerweise etwas anderes ändern, und das sind die Zeit und die Raumdichte. Und das tut beides auch – wissenschaftliche Experimente beweisen es – tatsächlich. Die Zeit verlangsamt sich entsprechend, der Raum verkürzt sich, und dann passt alles. Je näher wir der Lichtgeschwindigkeit kommen, desto langsamer ticken die Uhren, desto kleiner wird der Raum. Zumindest relativ zu einem außenstehenden Beobachter. Nur der Astronaut im Raumschiff merkt nichts davon. Für diesen ist alles vollkommen normal, Zeit und Raum. Wieder ein Wow! So könnte also dieser Astronaut in dem Raumschiff aus Sicht des Erdenbewohners viel langsamer altern. Oder umgekehrt wäre für diesen ein irdisches Menschenleben von deutlich kürzerer Dauer. Für beide aber vergeht die Zeit scheinbar ganz normal. Das ist eine Erkenntnis, die zwar vorstellbar ist, wenn auch nicht leicht, die aber unsere Lebens- und Erfahrungsgewohnheiten sprengt. Und so hat sogar jeder einzelne Mensch, wenn man es ganz genau nimmt, seine eigene Zeit, je nachdem, wie weit er vom Erdmittelpunkt entfernt ist. Ob er auf einem Berg steht oder sich im Tal befindet, am Erdboden oder in einem Flugzeug. Nur sind diese Unterschiede so gering, dass wir sie nicht wahrnehmen können. Es gibt allerdings Uhren die so genau gehen, dass damit an der Erdoberfläche eine andere Zeit gemessen wird als 10 Zentimeter über dem Erdboden. Auch das ist für unser Gehirn nur schwer vorstellbar.

Soeben war schon von der Schwerkraft die Rede. Und da kommen wir zu einem anderen Thema, das ebenfalls interessant und schwer verständlich ist. Die Schwerkraft ist es, die uns auf der Erde festhält und dafür sorgt, dass wir nicht ins All hinausschweben. Das meinen wir zumindest. Sie lässt die Planeten um die Sonne kreisen, die Sonne um den Mittelpunkt der Milchstraße und diese wiederum mit anderen Galaxien um einen weiteren Mittelpunkt und so weiter. Doch nun kommt wieder Albert Einstein ins Spiel. Der hat nämlich festgestellt, dass es die Schwerkraft eigentlich gar nicht gibt. Klingt erstmal komisch, spüren wir sie doch in jedem Moment, nur die Astronauten in der Internationalen Raumstation nicht. Für die gibt’s kein Oben und kein Unten, die schweben durch ihre Raumelemente.

Einstein kam nun bei seinem müden Bürojob am Berner Patentamt, wo er ein Angestellter dritter Klasse war, der ihm anscheinend viel Zeit zum Nachdenken ließ, darauf, dass der Raum in dem wir leben und das gesamte Universum aus unzähligen gekrümmten Räumen besteht, die wir fälschlicherweise als Schwerkraft bezeichnen. Auch wenn das Universum fast nur aus Vakuum besteht, so hat es doch die oben erwähnte Masse an Sonnen, Galaxien, Dunkler Energie und Dunkler Materie. Und jede Masse krümmt den Raum, egal ob groß oder klein. Aber je schwerer, desto stärker.
Wir versuchen es mit dem berühmten Tischtuch-Beispiel, obwohl sich das nur in zwei Dimensionen abspielt. Halten wir es mit zwei Personen mal an allen vier Enden gespannt. Dann haben wir eine gerade, plane Fläche. Nun legen wir in die Mitte eine schwerere Eisenkugel, stellvertretend für unsere Sonne. Das Tischtuch bekommt eine Delle. Alle Flächen des Tischtuchs neigen sich zu dieser Kugel hin. Ein gekrümmter Raum ist entstanden. Kleinere Kugeln, Planeten, die wir vom Rand hin parallel zu den Kanten hineinwerfen, ähnlich der Kugel beim Roulette, umkreisen die Sonne, bis sie schließlich in immer kleiner werdenden Kreisen in der tiefsten Region zum Stillstand kommen, sozusagen in die Sonne stürzen.
So in etwa kann man sich auch die Raumkrümmungen im Weltall vorstellen, wenn auch da die Dimensionen nun statt zwei- dreidimensional sind. Und das stellt unser Gehirn erneut vor ein Problem, denn selbst die schlauesten und klügsten Köpfe der Wissenschaft sind daran verzweifelt, sich diese dreidimensionalen Raumkrümmungen vorzustellen.
Jedenfalls sorgen diese Krümmungen nun dafür, nicht eine Schwerkraft, dass die Planeten in Bahnen um die Sonne kreisen oder die Satelliten um die Erde. Ihre Bahnen sind allerdings so stabilisiert, dass sie zwar den Krümmungsradien folgen, dass ihr Fluchtgeschwindigkeit es aber nicht schafft, sie in die Weiten des Raumes entweichen zu lassen. Sie stürzen normalerweise weder in die Sonne oder auf die Erde, noch werden sie in den Weltraum hinauskatapultiert. Ein Gleichgewicht der beiden Kräfte ist entstanden.  Wenn dann doch einmal ein Himmelskörper oder ein Satellit aus dem Tritt gerät, kann es sein, dass er auf die Erde stürzt. Die Dinosaurier könnten ein Lied davon singen, hätten sie denn diesen für sie unliebsamen Vorfall überlebt. Selbst in Deutschland gibt es eine schöne Narbe eines solchen Ereignisses zu bestaunen. Das ist in der Nähe der Schwäbischen Alp das Nördlinger Ries, und auf dem Mond gibt es jede Menge dieser schönen Krater, gibt es dort doch keine Erosion, die sie verschwinden lässt.

Wenn wir nun z. B. einen Lichtstrahl ins Weltall schicken, so verläuft dieser also nicht gerade, sondern ist gezwungen, den Krümmungen des Raumes zu folgen. Er verlässt damit die Geometrie unserer in der Schule gelernten Raumlehre. Optisch können diese Raumkrümmungen sogar fotografiert werden, wie es das Hubble-Teleskop in vielen Aufnahmen eindrucksvoll gemacht hat. So kann es sogar Galaxien sehen, die durch davorliegende Galaxien vollkommen verdeckt werden. Diese krümmen nämlich den Raum wie eine optische Linse es machen würde und zeigen die eigentlich verdeckte Galaxie, wenn auch durch die Raumkrümmung stark verzerrt, neben der vorderen. Ebenso krümmt die Dunkle Materie den Raum, was ebenfalls zu verzerrten Galaxiebildern führt. Oder die Astronomen können Sterne sehen, die bei einer totalen Sonnenfinsternis durch die Sonnenscheibe geradeso verdeckt werden. Die Raumkrümmung der Sonnen macht es möglich.
Das alles ist wohl einigermaßen verständlich, auch wenn man darüber zuvor vielleicht noch nicht nachgedacht hat. Verständlich wird auch der nächste Punkt sein, wenn auch nur schwer vorstellbar und für uns kurios.

Unsere Erde dreht sich in 24 Stunden einmal um ihre eigene Achse. Das ergibt einen Tag. Die Sonne dreht sich, die Galaxien drehen sich um ihren Mittelpunkt. Alles ist in Bewegung und dreht sich mehr oder weniger schnell. Nun aber gibt es Objekte im All, die sich so schnell drehen, dass einem dabei schwindlig werden könnte. Das sind die Millipulsare. Einst waren sie Riesensonnen, manche so groß wie unser gesamtes Planetensystem – also gigantisch groß. Allerdings von äußerst geringer Dichte, nicht selten viel weniger dicht als unsere Erdatmosphäre. In ihrem Endstadium allerdings stürzen sie in sich zusammen und werden zu sogenannten hochkomprimierten Neutronensternen. Meist haben sie etwa ein bis zwei Sonnenmassen, sind aber auf kaum mehr als 10 Kilometer Durchmesser zusammengequetscht. Hier nun wieder kann man sich nicht vorstellen, wie enorm die Dichte ist. Sie wird nur von der Schwarzer Löcher übertroffen. Und diese Pulsare nun drehen sich ebenfalls, und manche mit ungeheurer Geschwindigkeit. Von den bisher entdeckten dreht sich der schnellste Pulsar immerhin über 700 Mal in einer einzigen Sekunde um seine eigene Achse. Wow! Wenn wir am Äquator Urlaub machen, bewegen wir uns mit der Erddrehung mit einer Geschwindigkeit von 0,463 Kilometern pro Sekunde. An der Oberfläche dieses Pulsars wären es aber 70.000 Kilometer, also gut 150.000 mal so schnell. Da möchte man nun wirklich nicht leben, entspricht eine Tageslänge dort doch nur den 700sten Teil einer Sekunde. Schon auf der Erde ist manchmal ein Tag zu kurz, um alles das zu machen, was man erledigen möchte.
Nun zu einem anderen, sonderbaren Thema. Eben war schon von Schwarzen Löchern die Rede. Und damit, wenn wir uns diesen kurz widmen, wird es wieder unvorstellbar, denn das sind wohl die ungewöhnlichsten Objekte im Universum.

Stellen wir uns mal vor, wir könnten unsere Erde, die einen Durchmesser von 12.000 Kilometern hat, so zusammenquetschen, dass sie nur noch neun Millimeter groß wäre. Eigentlich würde man denken, dass das nicht ginge. Doch es geht. Wenn irgendeine Masse, z. B. ein Stern an seinem Lebensende, so stark komprimiert wird, dann haben wir ein Schwarzes Loch. Und hier kommt nun wieder die Raumkrümmung ins Spiel. Das Schwarze Loch krümmt den Raum so stark, praktisch unendlich stark, dass alles, was in seine Nähe kommt, in diese Raumkrümmung hineinstürzen muss. Ähnlich dem Wasser in der Badewanne, wenn wir den Stepsel rausgezogen haben. Dabei erreichen die hineingesogenen Gase fast Lichtgeschwindigkeit und werden auf die Wahnsinnstemperatur von sage und schreibe 100 Milliarden Grad erhitzt.
Und jedes Schwarze Loch wird von einer Schale umgeben, dem sogenannten Ereignishorizont, auch Schwarzschildradius genannt. Trifft eine Masse auf diese Schale, dann kommt die Zeit zum Stillstand. Gelangen nun aber Masse wie andere Sterne, die es dabei zerreißt, Gase oder das Licht, das nach Einstein auch aus Masse besteht, durch diese Schale hindurch, so verschwinden sie aus unserer wahrnehmbaren Welt. Nichts, was in das Schwarze Loch gelangt, kann ihm je wieder entweichen.
Schwarze Löcher gibt es in den verschiedensten Größen. Auch unsere Sonne wird nach ihrem Ableben wohl mal ein Schwarzes Loch werden. Allein in unserer Milchstraße soll es schätzungsweise etwa 100.000 davon geben. Bedeutend größer ist jedoch das Schwarze Loch im Mittelpunkt unserer Galaxie. Es hat, man mag es kaum glauben, etwa vier bis fünf Millionen Sonnenmassen. Wieder ein Wow! Alles was seiner Raumkrümmung zu nahe kommt, wird von ihm wie von einem Staubsauger in Kreisbahnen in sein Inneres hineingesogen. Es ist ein gefräßiges Monster. Aber so sehr uns das auch staunen lässt, so ist das noch gar nichts. In der Riesengalaxie Messier 87 gibt es ein Schwarzes Loch, das so groß ist, dass es sechseinhalb Milliarden Sonnenmassen entspricht, also etwa die 1.000fache Masse des Schwarzen Lochs unserer Milchstraße hat. Nun staunen wir noch mehr. Aber das sind eben aus unserer menschlichen, irdischen Sicht die Wunder des Universums, die in diesen gigantischen Weiten aber nichts Ungewöhnliches sind. Glücklicherweise ist dieses Hyper-Monstrum 50 Millionen Lichtjahre von uns entfernt, so dass wir keine Angst haben müssen, in seinen Strudel zu geraten.

Die Schwarzen Löcher des Makrokosmos, der Welt im Großen, sind eine gute Überleitung zum Nanokosmos, der Welt im Allerkleinsten, denn auch dort gibt es Wunderliches. Manche erinnern sich vielleicht an das Jahr 2015. Im September dieses Jahres wurden erstmalig mit Hilfe von Gravitationswellen die Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher beobachtet. Und das mit einem Interferometer, einem speziellen Messgerät, das in Gemeinschaftsarbeit durch Wissenschaftler in Hannover und Potsdam entwickelt wurde. Und dieses kann Größenordnungen ermitteln, die 100mal kleiner sind als ein Proton. Nun kann man sich darunter normalerweise nicht wirklich eine Größe vorstellen. Also mal anders ausgedrückt: Stellen wir uns den Millionsten Teil eines Millimeters vor. Das ist schon ziemlich klein und kann unser Gehirn vielleicht noch irgendwie einordnen. Doch es geht noch weiter, und damit hört das Fassungsvermögen unserer grauen Zellen auf. Wenn man von diesem Millionsten Teil eines Millimeters wiederum den Millionsten Teil nimmt, dann sind wir im Bereich der Messgenauigkeit eines Interferometers angekommen. Das ist beeindruckend!

Aber es geht noch kleiner. Und damit landen wir beim sogenannten Urknall, der Singularität, dem Anfang unserer Welt. Dabei handelt es sich nicht, wie sich unser Gehirn das vielleicht vorstellen möchte, um einen extrem kleinen Punkt, viel kleiner als ein Atom, etwa unendlich klein, der in einem schwarzen, leeren Raum explodierte und unsere Welt entstehen ließ. Nein, dabei handelt es sich um eine Art Explosion, oder besser gesagt Ausdehnung, die praktisch aus dem Nichts entstanden ist und sich in das Nichts hinein ausdehnte. Und als das geschah, gab es weder Dunkelheit, noch die Zeit oder einen Raum, denn Zeit und Raum sind erst mit dieser Ausdehnung entstanden – so die heutige Theorie, die aber vielleicht noch nicht der Weisheit allerletzter Schluss sein muss.
Aber wie kann man sich das Nichts vorstellen? Da versagt unser Gehirn wieder vollkommen. Einmal habe ich einen Blinden gefragt, ob er denn mit seinen Augen irgendetwas wahrnähme. Ob vielleicht Dunkelheit oder Schwärze. „Nein“ war seine Antwort. „Ich kann mir kein Schwarz und keine Dunkelheit vorstellen, ich sehe einfach nichts.“
Wie dem nun auch sei. Mit diesem Urknall, bei dem die Temperatur mehrere Billionen Grad betragen haben könnte, dehnte sich der Raum rasend schnell mit der zigfachen Lichtgeschwindigkeit in das Nichts hinein aus. Schon nach einer Minute hatte er einen Durchmesser von 100 Millionen Milliarden Kilometern. Nun wissen wir allerdings, dass in unserem Universum nichts schneller sein kann als das Licht. Beim Urknall war die Situation jedoch eine andere. Das Universum war ja erst im Entstehen und dehnte sich ja nicht in einen leeren Raum hinein aus, sondern, wie gesagt, in das Nichts. Und darin kann die Geschwindigkeit eben deutlich schneller als die des Lichtes sein. Alles verstanden? Verstehen kann unser Gehirn das vielleicht, nicht aber begreifen. Es geht dabei um Vorkommnisse, die sich unserer Vorstellungskraft vollkommen entziehen. Und dem was davor war sowieso. Vor 13,7 Milliarden Jahren kam es zu dieser Ausdehnung. Bis dahin kann die Wissenschaft also forschen, demnächst vielleicht mit den schon erwähnten Gravitationswellen bis zum Beginn der ersten Sekunde, die von zig Wissenschaftlern schon jetzt erforscht und aufgedröselt wird. Was aber davor war, wird uns für alle Ewigkeiten verschlossen bleiben, bräuchte man doch dazu eine Überlichtgeschwindigkeit. Wir werden deswegen nie erfahren, ob es nur unser Universum gibt oder vielleicht jede Menge, die immer wieder und wieder entstehen. Vielleicht auch in anderen Dimensionen. In einer Unendlichkeit, wenn es sie denn geben sollte, wäre alles, auch mit anderen Naturgesetzen, möglich. Vielleicht aber auch nichts. Puh! Da muss man erstmal durchatmen. Aber der Fantasie sind keine Grenzen gesetzt, und so kann sich jeder auch sein eigenes Weltbild formen, denn fast alles kann möglich oder unmöglich sein.

Eben war von der Ausdehnung des Universums die Rede. Nun wird es noch einmal kurios. Hat man früher gedacht, dass sich diese Ausdehnung irgendwann verlangsamen wird, zum Stillstand kommt und dann in sich zusammenstürzen wird, so weiß man es heute besser. Das Universum dehnt sich weiterhin aus und das immer schneller. Je weiter etwas von uns entfernt ist, desto mehr vergrößert es den Abstand zu uns. Ein Beispiel: Was 3,3 Millionen Lichtjahre von uns entfernt ist, dehnt sich mit einer Geschwindikeit von 74 Kilometern pro Sekunde aus. Was 33 Millionen Lichtjahre entfernt ist, mit 740 Kilometern. Beträgt die Entfernung 330 Millionen Kilometer, so liegt die Geschwindikeit bei 7400 Kilometern pro Sekunde. Der Raum dehnt sich also immer schneller aus, je weiter er von uns entfernt ist, vergleichbar einem aufgehenden Hefeteig mit Rosinen darin. Die zum Rand hin befindlichen vergrößern den Abstand zur Mitte des Teiges schneller als die, die mehr in der Mitte liegen. Das hat nun für das Universum zur Folge, dass sich die am weitesten von uns entfernten Bereiche mit Überlichtgeschwindigkeit entfernen. Auch hier ist es wieder so wie beim Urknall, dass die Raumausdehnung größer ist als die Lichtgeschwindigkeit. Alle Objekte, die also diese von uns aus gesehenen Randbereiche unseres wahrnehmbaren Universums überwinden, verschwinden aus unserem Blickfeld, kann uns das Licht von diesen Galaxien doch nicht mehr erreichen. Und da sich alles ausdehnt, werden immer mehr der Welteninseln verschwinden, das Universum wird ausgedünnt, bis es irgendwann um uns herum nur noch ein dunkler Raum ist. Das alles natürlich in unvorstellbaren Zeiträumen. Aber wegen dieser Raumausdehnung kommt es auch, dass das Universum heute einen Durchmesser von 92 Milliarden Lichtjahren hat, obwohl es doch nur 13,8 Milliarden Jahre alt ist. Das alles ist schon ziemlich kurios, aber es scheint tatsächlich so zu sein.

Nun vom ganz Großen nochmal zum Allerkleinsten. In dieser Richtung des Nanokosmos gibt es nach unten keine Unendlichkeit. Aber es gibt kleinste Teilchen, und die sind verdammt klein, unvorstellbar klein. Wenn man eine halbe Million Atome nebeneinander aufreihen würde, käme man auf die Breite eines menschlichen Haares. Das ist jedoch nicht alles. Ein Atom besteht aus extrem wenig Masse, es ist „fast“ ein Nichts. Jedes Atom hat einen Kern, der umkreist wird von den Elektronen. Im Kern selber befinden sich Protonen und Neutronen. Und die sind nun wiederum sehr, sehr klein verglichen mit dem ganzen Atom, das ja, wie wir festgestellt haben, schon unfassbar klein ist. Vom Gesamtvolumen eines Atoms nimmt er ein Millionstel eines Milliardstels in Anspruch. Würde man ein Atom auf die Dimensionen eines Fußballstadions vergrößern können, so wäre der Kern so groß wie eine Fliege, die am Anstoßpunkt sitzen würde, die aber tausend Mal schwerer wäre, als das gesamte Stadion. Anhand dieses Vergleiches merkt man, dass ein Atom also hauptsächlich aus leerem Raum besteht. Und das ist bei Allem in unserer Welt so. So besteht also auch unser Körper so gut wie aus nichts, und wenn wir zu Hause bequem im Fernsehsessel sitzen, dann sitzen wir eigentlich auf nichts. Deswegen ist es auch für die Elementarteilchen Neutrinos überhaupt kein Problem, die Erde zu durchdringen, als wäre sie überhaupt nicht da. Nur ausgesprochen selten stößt ein solches mit einem Atomkern zusammen. Das ist dann, wenn danach gesucht wird, ein Glücksfall für die Forschung. Allerdings sind die Elektronen um den Atomkern herum so schnell unterwegs, dass sie in jedem Moment in ihren Umlaufbahnen an deren jeder beliebigen Stelle gleich zu sein scheinen und deswegen so eine Art Schale bilden. Das alles ist jedenfalls wieder so unfassbar, dass es uns erneut vom Stuhl haut. Ein vorletztes Wow!

Nicht zu verstehen ist für die Wissenschaft auch die "Verschränkung". Dabei handelt es sich um ein Zwillingspaar von Elementarteilchen. Und das kuriose ist, dass sich diese winzigen Teilchen, auch wenn sie noch so weit voneinander entfernt sind, gegenseitig beeinflussen. Dreht sich das eine z. B. links herum, dreht sich das andere rechts herum. Doch wie machen die das? Wie verständigen die sich untereinander über große Distanzen? Niemand weiß es. Das letzte Wow!

Es gibt noch viel mehr Kuriositäten und unglaubliche Dinge in dieser Nano-Welt mit ihren vielen Dimensionen, die uns ebenfalls unverständlich sind und die sich (noch) nicht mit der Makrowelt verbinden lassen. Aber das soll nun reichen, gibt doch das Erwähnte bereits genug Stoff zum Nachdenken. Und wenn man vielleicht über das eine oder andere tatsächlich einmal grübeln möchte, das unser eingeschränktes Gehirn nicht begreifen kann, dann könnte man fast verrückt dabei werden. Schließlich ist es ein natürliches menschliches Bedürfnis, die Welt irgendwie verstehen zu wollen. Und dass das nicht immer geht, ist für uns Menschen nur schwer zu akzeptieren. Einmal hat ein Journalist einen Physiker gefragt, der Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie erstmalig beweisen konnte, ob es stimme, dass nur drei Menschen auf unserem Planeten diese Theorie bis in die Einzelheiten verstünden? Darauf schaute ihn dieser grübelnd an und fragte dann: „Und wer ist der Dritte?“

Bis vor nicht allzu langer Zeit war die Wissenschaft der Meinung, dass sie in etwa wüsste, wie unser Universum aufgebaut ist, wie es funktioniert. Doch längst musste sie davon Abstand nehmen, denn inzwischen ist bekannt, dass man nur sehr wenig weiß. Nur 5 Prozent der Masse des Universums bestehen aus Atomen, die unsere beobachtbare Welt ausmachen. 24 Prozent sind Dunkle Materie, die diese beobachtbare Welt und damit jede einzelne Galaxie zusammenhält, dafür sorgt, dass sie durch die Zentrifugalkräfte ihrer Drehgeschwindigkeit nicht auseinanderfliegen. Nur ist, wie oben schon erwähnt, nicht bekannt, was diese Materie überhaupt ist. Immerhin kann sie indirekt nachgewiesen werden, krümmt sie doch die Räume so, dass jede Menge Galaxien völlig verzerrt abgebildet werden. Anhand dessen konnte eine dreidimensionale Karte der Verteilung dieses Mysteriums im Universum erstellt werden.
Noch geheimnisvoller ist jedoch die Dunkle Energie. Sie macht 71 Prozent des Universums aus, und sie sorgt dafür, dass dieses immer weiter expandiert, ist also zur Dunklen Materie, die alles zusammenhält, eine entgegengesetzte Kraft. Und je weiter der Raum und die Galaxien von uns entfernt sind, desto schneller expandiert alles. Was ist aber diese dunkle Energie? Niemand weiß es im Entferntesten.
Es gibt also nach wie vor jede Menge zu entdecken und zu erforschen. Und je besser die Mess- und Beobachtungsinstrumente der Wissenschaft werden, desto mehr Fragen tun sich auf und desto mehr weiß der Mensch, dass er unsere Welt überhaupt noch nicht versteht.
 

Siehe auch: <a target="_blank" rel="nofollow" href="https://www.myheimat.de/hannover-bemerode-kirchrode-wuelferode/gedanken/wie-schnell-bewegt-sich-der-mensch-wenn-er-zu-hause-bequem-im-fernsehsessel-sitzt-d2850903.html">Wie schnell bewegt sich der Mensch, wenn er zu Hause bequem im Fernsehsessel sitzt</a>